行波管(TWT)是对微波信号进行放大的重要器件。在电子对抗快速发展的同时,对各种军用设备的可靠性、体积、机动性和寿命等提出的要求越来越高。由此,对TWT的要求也就越来越高了。电子枪作为行波管发射电子注的重要结构。它设计的好坏对行波管的性能有着重要的影响。栅控电子枪通过在控制栅上添加较小的电压来控制电子注的发射与截止,对实际装备具有较高的现实意义,因而在行波管中得到了广泛的应用。本文的主要内容如下:1.对无栅电子枪的设计做了简要分析。利用MTSS仿真软件对无栅枪进行优化设计。2.对栅控枪的设计进行了详尽的分析。从理论公式上给出了控制栅设计的方法。并研究了轮辐式控制栅模型和控制栅的截止放大系数(c0u)。通过建立控制栅模型,研究了各层控制栅的网孔数、栅丝的宽度对c0u的影响,并做理论分析,为控制栅的设计提供理论依据。本文中栅控枪的设计过程如下:对用户给定的设计指标,首先设计一个基础的无栅枪。依据用户指标和无栅枪的结构参数,可以比较准确的求出控制栅的位置。然后,选择合适的控制栅层数,就可求出轮辐式控制栅的栅丝宽度、各层的网孔数以及各层控制栅的球心角。并利用MTSS进行仿真,研究控制栅结构变化对电子枪的影响。并进行优化,得到满足用户指标的栅控枪。本文简化了轮辐式控制栅的设计方法,可以快速设计出符合要求的控制栅,并给出栅控枪设计流程,提高了栅控枪的设计效率。3.对栅控枪的设计进行误差分析。首先,分析了在计算控制栅结构时的计算误差,并就误差的产生以及误差造成的影响做了详细的分析,对设计控制栅时应该怎样去修正计算误差带来的影响指出了方向。其次,主要是研究阴影栅各层栅丝半径和阴影栅栅丝宽度的变化对截获电流的影响。最后,对控制栅加工误差进行了分析,分析其对截获电流的影响。