分布作用速调管继承了传统速调管高功率和高可靠性的优点,通过引入多间隙耦合腔,在高频段可以获得更大的输出功率、带宽和增益。分布作用速调管在各种雷达系统、卫星通信系统和电子对抗系统等方面具有广泛的应用前景,是当前微波器件向毫米波亚毫米波频段发展的重要方向,并且具有向太赫兹频段发展和实现宽频带输出的巨大潜力。　　 本论文针对当前我国分布作用速调管的发展要求,开展了分布作用速调管注波互作用的研究工作。论文的主要工作与创新点如下:　　 (1)对多间隙耦合腔注波互作用中两个重要的间隙参数,电子电导与耦合系数,进行了理论分析和仿真模拟。基于空间电荷波理论,建立了多间隙耦合腔中单个间隙的电子电导计算模型,并利用电子电导分析了多间隙耦合腔的模式稳定性。建立了多间隙耦合腔中由于等效互作用距离增加,粒子在间隙中群聚产生交流空间电荷效应时间隙耦合系数的计算模型。　　 (2)基于空间电荷波小信号理论,建立了分布作用速调管注波互作用线性模型,用于分析群聚段的增益频率特性以及在大信号模型中用于互作用线性段的计算。建立了多间隙耦合输入腔计算模型,应用于分布作用速调管注波互作用输入段的计算模拟中。利用尼奎斯特稳定性判据分析了多间隙耦合腔电路的稳定性。　　 (3)基于电子圆盘模型,建立了分布作用速调管注波互作用的～维大信号计算模型,解决了多间隙耦合腔注波互作用等效电路模型,以及耦合腔间隙高频电场的描述等问题。一维大信号程序计算速度快,能反映分布作用速调管的注波互作用特性,可以首先满足分布作用速调管注波互作用系统设计的实际需求,同时对更高级的2.5维程序提供了关键算法参考。　　 (4)对引进的2.5维速调管模拟软件Arsenal.MSU进行了二次开发。对其物理模型和程序算法进行了研究,重点分析了空间电荷场伽辽金级数法计算模型,扩展了其多间隙耦合腔计算功能,用于分布作用速调管注波互作用的计算。解决了原程序中存在的一些理论模型和程序算法方面的问题,并对程序的操作界面进行了修改,以便更好地应用到速调管计算仿真中。　　 (5)完成了Ku波段分布作用速调管的设计与仿真。利用Arsenal软件的电子光学模块进行了电子光学系统的设计仿真。利用分布作用速调管注波互作用线性模型、一维大信号模型以及Arsenal软件,进行了高频互作用系统的仿真设计,仿真结果满足设计指标要求。并利用粒子模拟工具MAGIC3D对设计的高频互作用系统进行了模拟仿真,验证了我们开发的分布作用速调管注波互作用一维和2.5维计算模型的有效性。　　 本论文系统开展了分布作用速调管注波互作用计算模型的研究工作,论文取得的成果为分布作用速调管的研究与工程设计奠定了基础,对推动我国分布作用速调管的发展具有重要意义。