传统的的微波真空器件由于其结构和工作机理等原因的影响,在毫米波段的研究上受到了很大的限制。而以电子回旋脉塞的不稳定性为机理的回旋器件,则能够在这个频段产生高增益和高功率的脉冲信号。所以,由于回旋管具有高功率和高效率等优点,其在毫米波科学技术的领域中拥有了广阔的发展前景。毫米波的频段位于红外和微波之间,与普通的微波系统相比,毫米波系统易于集成,在军事和工业发展上发挥着重要作用。近些年以来,回旋管的研究受到国际上的广泛关注,美国、英国、德国、俄罗斯、法国、日本及瑞士等国家在回旋管的研究中投入了大量精力,我国的相关科研机构也一直在对其进行研究。磁控注入式电子枪是回旋管重要的组成部分,对磁控电子枪的研究也是回旋管设计的关键技术之一。本文着重对磁控注入式电子枪进行了研究,并用粒子模拟软件对其进行仿真优化。并对影响电子注性能的主要参数进行了详细分析计算,为电子枪的设计提供了理论依据。本论文主要内容如下:1、从电动力学和电磁场的基本理论出发,详细阐述了电子光学系统的理论基础以及计算方法。2、具体探讨了磁控注式入电子枪的基本工作原理,并对电子枪系统作了详细的分析。介绍了电子枪的设计思路与优化方法,对磁控电子枪的初始设计进行了详细的讨论。3、对电子枪进行仿真计算和优化,成功设计出了用于W波段和D波段回旋管的单阳极磁控注入式电子枪,在此基础上,分析电参数与结构参数对电子注性能的影响,例如电磁场分布和电子枪的电极结构对电子注速度比、速度零散以及引导中心半径的影响。4、研究了回旋管的收集极系统,阐述了收集极的基本工作原理,分析了精确的磁场计算对收集极的影响,最后讨论了收集极散焦的实现方法。