传统的电真空微波器件利用热阴极作为电子发射源,结构复杂,且需要高温加热,因此使器件的应用受到许多制约。冷阴极场致发射无需高温加热,在室温环境下便可以工作,启动快,且结构简单。通过设计特定电子枪结构,可使得发射体表面发射出来的电流得到预调制。碳纳米管具有优异的场致发射性能,可以用作场致发射冷阴极材料,因此,本文采用碳纳米管材料作为场致发射电子源,并提出了一种8mm微型辐射源的理论模型。本论文的主要研究工作如下:1.根据碳纳米管场致发射机理,结合场致发射经典F-N公式得到场致发射冷阴极电子枪的电子注调制原理,据此构建用于8mm碳纳米管微型辐射源的电子枪模型。在电磁仿真软件CST中计算得到该电子枪的调制电流大小和深度。改变阴极电压以观察电压变化对电流大小和电流调制深度的影响。2.构建盘荷波导单周期模型,利用周期边界法在电磁仿真软件CST中计算该盘荷波导周期结构的色散特性、特性阻抗、品质因数以及谐振频率,并分析研究盘荷波导不同结构参数对色散特性、特性阻抗、品质因数以及谐振频率的影响。计算盘荷波导多个模式,得到各个模式的电场分布和场强大小变化,以及各模式的谐振频率、品质因数和特性阻抗。找出合适的工作模式。3.首先通过计算得到盘荷波导的单周期长度,并得到对应的相速。根据前面的结构参数对高频特性的影响从而确定盘荷波导的结构参数值。在相同高频结构条件下分别采用直流电子注与预调制电子注对其激励,对这两种情况进行热腔仿真,得到其输出功率。通过对两者进行比较发现,采用预调制电子注的激励方式,该辐射源不仅起振快,而且起振电流也比直流电子注激励条件下的起振电流小。