近年来，太赫兹技术是国际学术界的研究热点，其中太赫兹辐射源是研究的重点之一。而回旋管作为一种高功率太赫兹源，将会在通信、雷达、电子对抗、医疗和工业生产等相关领域有着重要的应用。电子群聚以及与电磁波的能量交换都在注波互作用过程中完成，作为回旋管研究的重要环节之一。因此，对注波互作用的计算与模拟就显得尤为关键。本论文正是针对以0.42THz二次谐波回旋管的注波互作用过程为主要的研究对象，在深入分析当今回旋管的机理和相关理论的基础上，主要对高频结构特性和非线性注波互作用进行了详尽的讨论和研究。主要内容为：1．研究分析了回旋管的色散曲线方程和耦合系数方程，利用Matlab语言编制相关程序，并进行了相关模拟分析研究，选择电子注与波之间耦合度比较强的位置，从而确定引导中心半径。2．研究回旋管的起振电流方程。对不同模式的起振电流随磁场的变化规律进行了数值计算模拟研究。在一定磁场条件下，确定工作模式的起振电流，为非线性互作用模拟所需要的工作条件提供参考依据。3．根据回旋管的线性理论，推导出不均匀弦方程并确定边界条件，以此作为理论指导，利用Matlab语言编制相关程序进行模拟研究。通过设置不同参数的变化和分析高频结构，模拟仿真回旋管的冷腔场。然后分析各尺寸参量对开放腔谐振频率和Q值随腔体的影响。由此确定出高频结构和谐振频率，为下一步非线性互作用模拟研究提供理论参考和依据。4．由回旋管非线性理论推导出自洽非线性方程组，并建立了注波互作用自洽非线性理论模型。根据编制的Matlab程序，研究分析各种尺寸参量和电参量对互作用效率的影响。在上述各种参量的条件下，描述互作用效率的变化规律。优化得到注波互作用的最佳条件，即0.42THz二次谐波TE8,5回旋管注波互作用最佳效果相应的电参量和设计参量。