空间行波管是星载转发器和星载合成孔径雷达(SAR)发射机的关键部件，具有高效率、高可靠、长寿命等优点，在现代军事电子装备中发挥着不可替代的重要作用。随着空间技术的快速蓬勃发展，空间行波管正朝着高频段、高功率和小型化的方向发展。栅控电子枪是在电子枪的阴极组件附近增加网型栅极，并通过在栅极上施加正负直流脉冲电压的方式来控制阴极电子的发射和截止。与其它类型脉冲行波管相比较，栅控脉冲行波管电源调制器电压相对较低，EPC体积相对较小，重量相对较轻，在环境卫星、微波遥感卫星、海洋卫星、轻型SAR等军民用卫星系统中有着广泛的应用需求。栅控脉冲空间行波管在使用过程中不仅要承受各种机械冲击、振动和温度等各种环境应力的考验，而且在使用周期内不能存在栅发射、栅打火等可靠性问题。因此，在现阶段栅控脉冲行波管在我国卫星系统中用量较少。本文通过理论分析、计算机数值模拟、实际测试和试验验证相结合对栅控脉冲空间行波管可靠性开展了研究，满足卫星用栅控脉冲行波管可靠性要求。　　本研究主要内容包括：⑴在保证电子枪流通率的前提下，通过减少栅丝数量和栅网厚度，减少栅截获;将阴影栅与阴极从原来的一体式改为分体式，加大控制栅和阴影栅的距离，降低了栅网温度，同时减少了发射物质蒸散到栅网的概率，有效解决了栅发射和栅打火问题；⑵通过优化设计，研制出了一种实用化高效率、高可靠、小型化栅控电子枪，阴极温度为1050℃时热子加热功率由10.1W降低为6.3W，降低37.6％，阴极组件长度由原来的19.5mm缩短为10.76mm，缩短44.8％，电子枪长度由原来的28.6mm缩短至21.8mm，缩短23.8％；⑶设计了一把栅控脉冲电子枪用于寿命试验，目前寿命累计超过19680小时。根据外推法，预计在电流密度为2.58A/cm2，阴极工作温度1020℃时，预测寿命大于8.9万小时（约10年），可以满足5年以上的寿命要求；⑷对X波段栅控脉冲空间行波管输出结构进行了可靠性研究，按分析结果消除了薄弱环节，增强了耐冲击能力，冲击状态下的结构强度安全裕度提高了23倍；⑸通过优化收集极过渡区磁场，抑制了返流，提高了回收效率，降低了收集极的热耗，提高收集极的可靠性。