随着科技的进步,真空电子技术领域迎来了广泛的创新。输出频率由微波频段迈向太赫兹频段,输出功率由kW量级攀升至GW量级,电子效率不断提高。集成度高的微波功率模块、体积紧凑的真空微纳电子器件相继问世,真空电子技术同当代高新技术的联系更加紧密,正在向高功率、高效率、小型化、多样化发展。近年来,磁控管领域也涌现出了许多新的创意,平面双频重入式磁控管即为其中之一。横向拉长的阴极和阳极结构带来了更好的热稳定性,而被阴极分隔开的两个慢波结构具有很大的应用前景。本文在借鉴国内外研究成果的同时,从传统布局的磁控管工作原理出发,深入研究了平面重入式磁控管的工作方式,针对业界未曾研究过的问题进行了初步探索。然后结合对这一新型正交场器件的理解,根据现实需求设计了一款工作在90kV脉冲驱动电压下的平面双频磁控管,其具有两路频率比为3:4的微波输出,总功率高于10MW。设计时采用了理论推导和后期优化相结合的方式,从理想条件和近似公式入手,初步确定了各项参数,然后依据注波互作用的规律,对该器件的静电场分布和高频场分布进行了合理优化,最终确定了一种具有较好性能指标的参数组合。优化过程中采用的理念被证实为具有较高的参考价值,可以为同类器件的设计优化提供帮助。