本发明属于超材料与微波源技术的交叉领域，具体涉及一种基于切伦科夫辐射机制的超构材料慢波结构单元及超构材料慢波结构，包括空心金属圆波导、第一超材料谐振单元和第二超材料谐振单元。本发明具有以下技术效果：能在相同尺寸空心圆波导的截止频率之下工作，具有小型化的优势；具有较高的耦合阻抗，可以提高效束波互作用；具有均匀准TM01模式场分布的优势，均匀场分布能够提升束波互作用效率；能够让电子束在行进过程中感受到更多的导体结构，降低电子束的势能，从而使其有更大的动能，提升空间极限电流；可有效减少厚度太薄而导致的结构边缘场集中问题，减少器件的击穿风险；同时也增加了电子束感受到的导体部分，可以提升空间极限电流。