行波管是一种极为重要的微波功率放大器,是电子对抗、电子诱饵、相控阵雷达、卫星通信等电子系统的核心部件,在军用电子战装备中具有十分重要的作用。近年来,随着电子战系统的发展,人们不断地对行波管的功率、增益等性能指标提出更高的要求;同时,也要求行波管在物理尺寸上向小型化方向发展。而影响到行波管小型化及进一步提高性能的一个重要因素是行波管的热传导能力。因此,行波管的热特性研究已经成为整管研制过程中的一项重要工作。本文论述了小型化行波管电子枪、慢波结构和收集极等部分产生热的机理以及热传导过程,针对小型化行波管的启动速度、改善和优化螺旋线慢波结构以及缩小收集极体积等方面的提出了改进建议与设计。本论文主要包括以下三方面的内容:作者使用CST MWS软件对螺旋线慢波结构的夹持杆形状进行了优化;分析了夹持杆形状对慢波结构色散和耦合阻抗的影响,同时还分析了接触热阻对螺旋线慢波结构散热性能的影响,找到了兼顾螺旋线慢波结构电特性和散热性能的夹持杆形状。文章分析了电子枪的快速启动过程及稳定工作后的温度场分布,得出了电子枪能否快速启动以及启动之后所形成的温度场分布对整个管子的性能有一定影响的结论。文章回顾了皮尔斯电子枪的设计过程,明确相关参数的意义,并对电子枪进行了热分析。电子注与高频信号相互作用之后,其速度仍然比较大,这时需要一个电极来收集这些电子。由于电子的速度比较大,落到收集极的内表面上时,会产生很高的温度,如果不及时将热量散发出去,将会影响到收集极的效率。作者结合了不同类型的散热条件,得出了一些改善收集极散热性能的方法。