回旋速调管作为一种毫米波器件，具有高频率、高功率和适当带宽等优点，非常适合作为相控阵雷达、毫米波雷达、通信及电子对抗等高功率微波源，是国内外研究的热点。回旋速调管作为上述系统的关键组成部分，直接影响着系统性能的好坏。而磁控注入式电子枪作为回旋速调管的核心部件，其性能决定着回旋速调管整体质量的优劣。因此，对于磁控注入式电子枪的研究具有十分重要的意义。　　传统回旋速调管采用信号横向注入高频系统的方式，使得永久磁铁横向尺寸很大，不仅不便于安装调试，更不利于微波系统的紧凑化，而且造价昂贵。本文提出了一种信号纵向注入式电子枪结构。该电子枪的阴极中存在一圆柱形通道，经该通道，速调管调制信号(TE01模式)到达电子枪腔体，最后注入到调制腔。此外，为了阻断调制信号源与高压阴极间的直流通路，我们设计了圆波导高压阻断器。采用该阻断器，不仅可以保证调制信号的高效率传输而且确保调制信号源以及操作人员的安全。相对调制信号横向注入结构，信号纵向注入式回旋速调管具有体积紧凑、需要的永久磁体横向尺寸小以及造价低的优势。本文工作和主要成果如下：　　1、由电磁场的基本理论和电动力学理论出发，阐述了电子光学系统的原理及数值计算的方法。介绍了粒子模拟软件——MAGIC的原理和特点。　　2、为了实现调制信号的高效率传输，在阳极壁的后部分引入了正弦轮廓壁。HFSS优化结果表明，信号纯度达到99.2%，传输效率达到96.1%。　　3、优化设计了圆波导高压阻断器，使得调制信号源与电子枪信号输入端实现了可靠的直流隔断。CST仿真结果表明，该隔断器对调制信号的传输效率高达 99.8%。　　4、利用MAGIC软件对新型电子枪进行了优化设计。结果表明该电子枪发射高质量的电子注，其速度零散为0.046，横纵速度比为1.48，满足了性能指标的要求。此外，为了给分析和设计新型电子枪提供经验，我们还研究了几何参数和电参数对电子注质量的影响。