采用计算机模拟的方法对一种基于双排矩形波导慢波结构(SDRWS)的340 GHz返波管进行详细研究。首先对返波管所需的电子枪和永磁聚焦系统进行计算机模拟，结果表明，永磁聚焦系统与电子枪相结合，能够产生并维持14~17 kV，43.4 mA的电子注和18~21 kV，56.1 mA的电子注，且电子注电压在14~21 kV之间时，电子注在慢波结构区域的最大半径小于0.08 mm，半径波动最大值为0.034 mm。利用所计算的电子注，对基于SDRWS的340 GHz返波管进行互作用计算，结果表明，当电子注电压在14~21 kV之间调谐时，输出电磁波在326~352.6 GHz之间，输出功率大于2 W。同时，SDRWS的电子注通道半径为0.09 mm，相对较大，降低了返波管的制造难度。

对一种基于双排矩形波导慢波结构(SDRWS)结构的3腔EIK进行了详细计算机模拟计算，通过对基于SDRWS结构的EIK用输入输出腔的S11的模拟计算及对分布作用速调管用中间腔的本征频率的模拟计算，初步确定了EIK用输入输出腔及中间腔的结构参数，进而对EIK进行了 PIC 互作用模拟计算，结果表明：该EIK的3 dB工作频带为219.5~220.5 GHz，3 dB带宽为1 GHz，最大功率为456 W，最大增益为40.06 dB。在此基础上，通过调整中间腔的波导头宽度以进行参差调谐，用PIC互作用模型模拟计算研究了中间腔谐振频率对EIK整体性能的影响。结果表明，EIK的3 dB工作频带主要由输入输出腔的通频带决定，而中间腔的谐振频率也具有重要影响。当中间腔的谐振频率分别处于输入输出腔的通频带的低频端或高频端时，可以使EIK的3 dB工作频带向低频端或高频端得到一定程度展宽；当中间腔的谐振频率高于输入输出腔的通频带的高频端时，EIK的增益在其3 dB工作频带内较为平坦，EIK的输出信号在其3 dB工作频带内比较稳定，频谱的纯净程度较好。参差调谐的最终结果表明，当中间腔的波导头宽度为0.747 mm时，EIK获得了接近最优的性能，3 dB工作频带为219.5~220.0 GHz，3 dB带宽扩展到1.2 GHz，最大功率为630 W，相应的最大电子效率为11.3%，最大增益为47 dB。

利用CST PIC计算了基于双排矩形波导慢波结构的W波段行波管的注波互作用，在采用10 kV，70 mA的电子注的条件下，在92~97 GHz范围内，输出功率大于35 W，增益大于30 dB，电子效率约为5%。即使在10 kV较低的电压下，双排矩形波导慢波结构的尺寸仍然较大，有利于降低制造难度。提出了一种基于电火花线切割的加工制造工艺，成功制造了双排矩形波导慢波结构部件。在92~97 GHz范围内对所需盒形窗和电子枪进行了计算机模拟，设计、加工了盒形窗和电子枪的相关零件，制造了相关部件。将慢波结构部件和输能窗部件组装起来进行了冷测，驻波比在90~100 GHz范围内小于2.067。

利用CST Microwave Studio 计算双排矩形梳状慢波结构的色散并据此确定了0.22 THz左右频段(D波段)行波管用慢波结构的尺寸参数。将相速再同步技术应用于基于双排矩形梳状慢波结构的D波段行波管中，用CST PIC模拟计算了4例具有不同周期构型的D波段行波管。结果证实：对于无集中衰减器的D波段行波管，在218~232 GHz范围内，相速再同步技术使得输出功率从10~13 W提高到19~28 W，电子效率从1.4%~2.2%提高到2.6%~3.9%; 对于具有集中衰减器D波段行波管，在218~232 GHz范围内，相速再同步技术使得输出功率从8~16.8 W提高到32~41 W，电子效率从1.5%~2.8%提高到4.4%~5.7%。此外，无论行波管有无集中衰减器，相速再同步技术都明显改善了行波管的增益平坦度。

提出了一种新的基于真空电子学的THz源——基于圆盘加载波导的THz分布作用振荡器(EIO)，它由圆盘加载波导输入谐振腔、漂移管和输出腔构成。利用2.5维电磁仿真软件UNIPIC对其进行了模拟研究，结果表明慢波结构的长度、漂移管的长度和输出腔的半径对输出功率和频率产生显著影响。经过最优化设计，在注电压为24.85 kV、电流为20 mA的条件下，仿真得出其中心频率为755.5 GHz、峰值功率为1.322 5 W的THz波。

对目前慢波结构的模拟计算中存在的问题进行了深入分析,并提出了新的计算耦合阻抗的方法.研究了圆波导梳状慢波结构基波的耦合阻抗,其值可以在较宽频带内大于1 Ω.该结构内孔径为波长的1/4～1/3,是同一频段螺旋线慢波结构的5倍左右,能容纳比螺旋线大25倍的电流,能够承受比螺旋线大25倍的平均功率.互作用计算表明采用这种慢波结构的行波管在Ka波段可获得的最高功率达170 kW.