回旋行波管是一种基于回旋电子脉塞机理的亚毫米波放大器,是回旋管家族中重要的组成部分。因其对电子注质量的高要求,回旋行波管电子枪的设计具有重要意义。随着回旋行波管工作频率的提高,高质量电子枪的设计更加困难。本论文在二维和三维状态下对双阳极磁控注入电子枪的结构和性能进行了研究和探索。二维状态下主要采用时域有限差分法对电子注横向速度、纵向速度、电流、磁场等方面进行研究;三维状态主要采用时域有限积分法研究电子注运动过程、电子枪出口处电子分布以及对非旋转轴对称结构的计算模拟。本论文的主体内容有:首先对强流电子光学基本理论进行推导,以麦克斯韦方程组为基础,推导出轴对称静电场、静磁场方程和电子在电磁场中运动方程和轨迹方程。通过对电子枪进行理论分析和模拟仿真,得到一支工作于0.35THz回旋行波管磁控注入式电子枪,其横纵速度比为1.2,横向速度离散为3.8%,工作注电流为3A,阴阳极分压比2.89,磁场压缩比32.8。在二维仿真软件的辅助下对影响电子注质量因素如:阴极位置、阴阳极电压、磁场分布、磁场大小、阳极结构等进行了详细研究,得出相关变化趋势的曲线分布图,并研究了三维下电子注的运动、单个电子回旋运动以及电子注在枪出口处的分布。结合回旋行波管高频中共焦波导结构,对扇形电子注的产生进行了初步探索,在不影响电子注质量的前提下得到了部分角度的扇形电子注分布图,并对电子注角度偏移进行理论分析与定性修正。此外本文还研究了电子注落点问题,得到了高频结构之后电子注落点的具体位置和电子分布。