行波管作为一种最重要的微波电真空放大器件已有七十多年的历史。因其大宽带以及较高功率输出特性,在军事、通信等方面得到广泛的应用。而如何获得更高频率的带宽一直是各个国家行波管追求的方向。目前,在电子对抗中可以实现三只超宽带行波管覆盖2-40GHz频段,而6-18GHz行波管的研制是其重点。本文主要对高效率宽带行波管注波互作用进行研究。通过利用微波管专用模拟软件MTSS对6-18GHz螺旋线宽带行波管慢波结构进行仿真优化设计,得到增益超过35dB、电子效率超过20%且输出功率达到400W以上的6-18GHz螺旋线宽带行波管。论文的主要工作由如下几方面体现:一、优化行波管设计流程。对螺旋线宽带行波管设计方法和设计流程进行优化,对影响高频结构色散、耦合阻抗的参量进行分析。二、根据6-18GHz螺旋线超宽带行波管的设计指标,利用MTSS软件和常规螺距跳变的互作用分布电路,设计出一只非等激励输入的6-18GHz螺旋线超宽带行波管,增益达到30dB,带宽内的增益波动大于23dB。三、提出了一种内径跳变技术,能够实现宽带行波管输入等激励,增益波动小。首先利用互作用小信号理论和相对相位角等物理参量对其理论分析,然后总结功率饱和不同步的原因,最后提出了一种内径跳变具体设计的方法。四、通过微波管模拟设计软件MTSS和内径跳变技术的设计方法在等功率激励的输入方式下设计出一只输出功率大于400W、增益大于35dB和电子效率在20%以上的6-18GHz螺旋线行波管,从设计仿真上验证了内径跳变技术能够提高互作用效率并能够解决宽带行波管设计中功率饱和位置不同步的问题。五、通过对6-18GHz行波管内径跳变和传统螺距跳变的设计方法进行对比,从输出功率、增益等方面的来看,内径跳变技术在设计宽带螺旋线行波管时具有一定的优势。