人类科技的发展历史中，总是与电磁频谱的开发利用紧密联系在一起的。米波，分米波，厘米波段已经能够得到越来越广泛的应用。于此同时，人们已经把对微波频谱的研究推向毫米波和亚毫米波。主要通过两个方面的途径进行研究：第一是将传统的微波器件向毫米波和亚毫米波拓展，第二是研究毫米波和亚毫米波的工作原理和新的微波器件。毫米波的特点是波长短，频带宽，并且毫米波在大气中传播有更大衰减。亚毫米波同时也具有波长短，频率高的特点，同时频带非常宽。这些特点使得亚毫米波在电磁频谱中有一些特殊的性质。这些性质让亚毫米波在天体物理，信息科学与技术，生物医学工程等很多领域都得到了重要应用。但是由于传统的微波器件工作在毫米波和亚毫米波时出现了原则性的问题，所以传统的微波器件最多只能在毫米波段工作并且输出功率很小。回旋管的出现填补了大功率毫米波亚毫米波器件的空白。该回旋放大器主要分为两个部分：第一部分是输入部分，输入部分包括四个WR4波导，一个WR28波导，两个WR4波导到WR28波导的转换结构和两个偏角为90°的WR4波导。第二部分为共焦柱面准光，该结构主要的作用产生我们需要的电磁场分布，使得电磁场与电子之间产生有效的能量交换。同时该结构的重要作用是该波导内部有很好的模式选择性，TE0n模式、TE1n模式能在该波导内部稳定存在，从而提高了波导内部的模式分隔度。在设计回旋放大器过程中运用了CST微波工作室，用CST模拟软件很大程度上提高了器件设计的效率，同时通过多次改变的器件结构，可大大节约制造器件的成本。CST微波工作室模拟了输入结构中几个部分的S21参数。通过对输入结构几何参数的扫描并改进来达到降低TE0n模式、TE1n模式在输入结构传输损耗的目的。然后考虑到工艺加工中可能出现的问题，对柱面准光非共焦结构进行模拟计算。最终得到了一个优化的回旋放大器结构。该器件有望成为新型的毫米波和亚毫米波微波器件。