行波管自问世以来，人们对它的原理、结构、工艺和材料等方面进行了大量研究，使得其性能得到不断改善，在雷达、电子对抗、制导、通信等领域得到了广泛应用，在微波领域已经成为一种很重要的微波电子器件。随着技术的发展，发射机的输出功率/单位体积要求越来越高，现在高压电源小型化已经有了很大的提高，相应的行波管的小型化工作显得越来越重要，本文就是在此背景下对小型化电子枪的设计和结构进行分析。电子枪在微波管中起着极其重要的作用，也是行波管的主要结构部分之一。随着微波电子学的发展，已经开发出各种二维、三维模拟软件。本文利用成都电子科技大学开发的“宽带大功率行波管CAD集成环境”、“微波管模拟器套装”和基于有限元方法的三维电磁仿真软件对对电子枪进行模拟仿真，对其中的有关影响电子轨迹的主要因素进行分析，包括聚焦极的尺寸和位置的影响程度，并利用实际的工程应用结果来对进行优化。本文第1章对行波管的发展作了简单介绍，并讨论了本论文的研究背景及主要内容。本文第2章介绍了一般电子枪的设计计算流程，同时对两种简化模型进行数值仿真。本文第3章介绍了本小型化电子枪的电气设计结果、模拟过程及结构设计。本文第4章对结构进行力学环境响应分析（主要为模态分析和随机振动分析）和抗力学环境设计优化。本文第5章利用实际工程应用对所设计的小型化电子枪进行制管验证，给出设计结论。本文第6章是结束语，对本文做出总结并对以后的工作提出了建议。