反馈式虚阴极振荡器能够利用自身的反馈微波调制电子束和虚阴极，使微波输出功率得到提高、频率更加稳定、模式更加单纯。本文主要采用粒子模拟方法对轴向提取反馈式虚阴极振荡器进行了研究，并就一些结果进行了理论分析，得到了一些规律性的认识。 在粒子模拟方面，研究了轴向提取反馈式虚阴极振荡器的振荡频率与腔长的关系，分析了腔体的谐振特性。通过对普通轴向提取虚阴极振荡器及其加上反馈这样两种情况在相同电子束参数时的模拟结果进行对比，发现反馈式虚阴极振荡器的电子束和虚阴极都受到了反馈微波的调制，参与虚阴极振荡的电子增多、电流振幅增大、束波相互作用加强，束波能量转换效率和微波输出功率可以提高两倍以上。在模拟过程中，给定二极管电压500kV，电子束流40kA，反馈环耦合口的半径为3.0cm，而其它结构参数完全相同，在这样的运行条件下，普通虚阴极振荡器的微波输出平均功率为94MW，反馈式的为335MW，而且反馈式的相对而言带宽小、模式纯。本文还对轴向提取反馈式虚阴极振荡器的结构参数进行了优化设计，这种优化参数后的虚阴极振荡器输出的平均功率大于900MW，峰值功率大于20W，能够做到C波段单模窄带微波输出。 在理论分析方面，利用微波等效电路和谐振腔的微扰理论分别分析了电子束和反馈环对谐振频率的影响。在普通虚阴极振荡器波导管内壁加上反馈环，运行于TM₀₁模时，其谐振频率会增大；腔体内加载电子束会使其谐振频率减小。这一结论得到了PIC和SUPERFISH程序计算结果的验证。