磁控管是首先投入使用的微波器件，1913年由Arthur Hull等人发明，在第二次世界大战中促使了雷达的发展。它是效率较高的微波源，在军事领域和民用领域都得到了广泛的应用，从功率和稳定性方面考虑，远远超出当前的半导体器件。在今后相当长的一段时期内，磁控管仍会在大功率、高频率领域发挥重要作用。　　 针对现有X波段大功率磁控管四环隔模带容易被电子打坏的问题，本文利用仿真软件CST和MAGIC对其高频结构进行了优化设计。重点比较了单环隔模带、双环隔模带、三环隔模带和四环隔模带结构磁控管的高频特性，通过对仿真结果的比较提出了一种易于加工和实现的方式：单端三环隔模带结构。首先，三环隔模带结构具有频谱纯、效率高、谐振系统起振所需时间短的特点，并且能使π模式与π-1模式的分隔度达到指标要求；其次，相比于四环隔模带还具有工艺简单、稳定性高、可避免谐振系统中局部场强过强的优点；最后，由于三环隔模带的横截面积是四环隔模带的两倍之多，因此可以大大减小因电子强烈轰击而导致隔模带损坏的机率。　　 文章最后一部分在新提出的三环高频结构下，对影响磁控管性能的相关参数进行了仿真，主要包括：阳极电压变化范围、耦合输出环长度、缓慢电压上升速度(RRV)等对磁控管性能参数的影响，以及互作用空间内的高频电场分布、阴极端帽发射、阴极的非均匀发射等情况的研究。