毫米波是指频率位于微波和红外之间的电磁波，使得兼有两者的优点，与微波系统相比，毫米波系统更易小型化和集成化，更适合于飞机、卫星和导弹等平台；与红外和可见光相比，毫米波具有更好的通过灰尘、烟雾等的传输特性。由于毫米波具有这些优点，目前已经受到国内外的高度关注，在军用和民用的需求下极大的推动了毫米波器件的发展，尤其是高功率毫米波电真空放大器取得了突破性进展，具有代表性的器件之一是高功率回旋管放大器。高功率回旋管器件是一种新型的毫米波器件，具有功率高、带宽宽等特点，使得在雷达通信、电子对抗机和等离子体加热等方面有着非常重大的应用前景。回旋管的核心组成部分之一是磁控注入电子枪，本文结合课题组的科研项目，对磁控注入电子枪进行了深入分析和探索性的研究。主要是通过电子轨迹数值模拟软件EGUN和CST-PS软件完成磁控注入电子枪的设计和讨论，主要有以下几点：1、利用EGUN软件设计了双阳极磁控注入电子枪，并用CST-PS软件验证以及对比和分析了两种软件模拟的结果，实现了磁控注入枪由二维到三维的模拟计算。2、利用CST-PS软件建立磁控注入电子枪的三维模型，详细研究了在柱坐标下导致电子枪的电场不对称分布和磁场不对称分布的原因以及产生的结果对电子枪工作稳定性的影响，同时也利用EGUN软件建立磁控电子枪的二维模型，模拟拟合三维电子枪模型出现的结构平移产生的电场不对称分布对电子注质量的影响。3、利用CST-PS软件建立电子枪的三维模型，探讨了电子枪的发射对电子注质量的影响，得到的结果为今后对电子枪进一步进行热性能研究提供了参考价值。4、在现有对电子光学系统研究成果的基础上，探讨了新型可调的磁控电子枪，考虑了枪体结构的可调性、磁场分布、电子注电流因素对电子注速度比和速度离散的影响，更好的优化和提高了电子枪的性能。5、探索性研究了回旋管的一枪多频点的电子枪，考虑了第一阳极电压、磁场、第二阳极电压、电子注电流因素对电子注性能的影响，模拟计算得到了一些有价值的结论，为今后设计电子枪提高了效率和新的设计思路。