行波管是一种高功率放大器，用于：放大微波信号范围很广。 它是一种特殊类型的真空管，在频率范围内工作300MHz 至 50 GHz之间。
行波管是非谐振结构，这允许射频场与电子束在整个管长上连续相互作用。 因此，它提供了更宽的工作带宽。
行波管（tr**elling w**e tubes）是英文缩写twt。它主要用于射频信号的放大。 行波管只不过是一根细长的真空管，它通过与射频输入的高频场相互作用，允许电子束在其中移动。 电子在管中的运动放大了射频并将微波信号传输进去。 由于它在很宽的频率范围内提供放大，因此被认为比其他电子管更适合微波应用。 它提供关于60 db平均功率增益。 输出功率在几瓦到几兆瓦的范围内。
行波管基本上有两种类型，一种是螺旋式，另一种是耦合腔。 在本节中，我们将讨论螺旋行波管的详细结构和工作原理。
TWT 的结构如下图所示：
可以看出，螺旋行波管由以下部分组成电子枪跟慢波结构组成。 电子枪产生一束狭窄的电子束。 使用聚焦极将电子束聚焦在管内。
相对于阴极端子，线圈（螺旋）提供正电位。 集电极极的电位高于线圈（螺旋）。 为了限制光束在管内的扩散。 在磁铁的帮助下，在行进的路径之间施加直流磁场。
需要放大的信号在螺旋的一端提供，与电子枪相邻。 放大的信号在螺旋的另一端实现。
在图中，我们可以清楚地看到衰减器沿着行波管的两侧存在。 之所以如此，是因为行波放大器是高增益器件，因此在负载匹配条件不佳的情况下，由于反射，振荡会在管内积聚。
因此，为了限制振荡，在管中安装了衰减器。 衰减器基本上是通过在玻璃或陶瓷表面喷涂金属涂层而形成的。 aquadag或kanthal主要为此目的。
需要注意的是，这里应用的是慢波结构，原因是保持行波和电子束之间的连续相互作用。
我们知道，电磁波的速度比电子枪发射的电子束的相速度要高得多。 基本上，施加到 TWT 输入端的射频波以光速传播（即3*108米秒).电子束在管中的传播速度相对小于射频波的速度。 如果我们试图以某种方式加速电子束的速度，那么它只能加速到光速的一小部分。 因此，最好降低施加射频输入的速度以匹配电子束的速度。 因此，使用慢波结构会导致TWT内部RF波的相速度降低。
慢波结构可以有不同的类型，如单螺旋、双螺旋、锯齿形、波纹状、耦合腔或环杆式等。
单螺旋慢波结构是由钨、钼等元素的导线以线圈的形式缠绕而成的。 该结构的螺旋形状将沿其轴线传播的波的速度减慢到大约十分之一c的分数。
之所以如此，是因为由于结构的螺旋形状，波的传播距离比管内的光束更远行进的距离要远得多。因此，通过这种方式，波的传播速度取决于匝数或匝数的直径。
更具体地说，我们可以说音高的变化可以改变波在管内传播的速度。
下面给出的方程显示了波相对于螺旋螺距的相速度：
c = 光速（3 * 108 m 秒）。
vp= 相速度，单位为 m s
p = 螺旋的间距，单位为 m
d = 螺旋直径，单位为 m
因此，这导致射频输入波和电子束之间的连续相互作用，因为两者的传播速度相差不大。 这种相互作用是TWT工作的基础，因此使用慢波结构。
到目前为止，我们已经讨论了TWT的完整结构。 现在让我们了解信号在管内传播时是如何被放大的。
施加的射频信号在管内产生电场。 由于施加了正半部分，移动的电子束受到加速力。 然而，输入的负半部分对移动的电子施加减速力。 这被称为速度调制因为电子束的电子在管内经历不同的速度。 然而，管内缓慢移动的波表现出与电子束的持续相互作用。 由于连续的相互作用，高速运动的电子将其能量转移到管内的波中，从而减慢了它们的速度。 因此，随着波幅的增加，电子的速度降低，这导致电子在管中会聚。 波的振幅越来越大，导致更多的电子在从起点开始到达终点时聚集。 导致管子内部射频波被进一步放大。更具体地说，我们可以说沿管轴线的场向前发展会导致射频波的放大。 因此，在管的末端实现了放大信号。 另一端提供的正电位使电子束聚集在集电极处。 管内的磁场限制了电子束的扩散，因为电子是排斥的。 但是，由于 TWT 是双向设备。结果，反射信号在管内引起振荡。 但正如我们之前已经讨论过的，衰减器的存在减少了由于反射背波引起的振荡的产生。 尽管使用了衰减器，但所使用的内部阻抗端子对正向信号的损失影响较小。
行波管广泛应用于连续波雷达系统。
这些放大器还可用于宽带接收机的射频放大。
TWT 还用于在卫星中获得高功率输出。
因此，从上面的讨论中，我们可以得出结论，在相互作用空间中不存在共振结构。 因此，可以放大到宽带宽的工作范围。
但是，必须仔细考虑输入和输出耦合设置，因为它们限制了工作范围。