回旋管作为毫米波，亚毫米波源，具有高峰值功率，高效率，适当带宽等特点，特别是在高峰值功率，高平均功率上有着其他器件无可比拟的优越性，因此在高性能毫米波雷达，毫米波定向能武器系统，毫米波通信，等离子体加热以及电子对抗等军用和民用应用方面都有着广阔的应用前景。特别是近三十年来，美国，俄罗斯，英国，法国，日本，德国等国在回旋管的研究和开发方面都投入了大量的人力物力。在国内，电子科技大学高功率微波实验室自70年代后期起，也对回旋管进行了大量的研究工作，在2001年，成功的研制处了世界第一支8mm三次谐波永磁包装回旋管，并达到国内外先进水平。回旋电子枪为回旋管提供螺旋电子注，它提供的电子注性能直接影响互作用效率。本文结合本教研室的科研项目，对小回旋电子枪和大回旋电子枪进行了模拟，重点对大回旋电子枪进行了研究。本文的主要工作如下：1．掌握EGUN，PIC粒子模拟程序两种软件设计电子枪的理论基础，熟悉软件使用，阐述电子光学系统的基础理论与计算方法。2．阐述了回旋电子枪的工作原理，进行详细的理论分析。阐述电子枪的设计方法，对电子枪的优化设计进行了详细论述。3．对小回旋电子枪进行了数值模拟，研究获得了一系列的有意义的结论。研究表明，可以通过调整磁场分布，电子枪的结构，阴极磁场，阳极电压等因素，优化电子注的性能。4．建立新型大回旋电子枪的模型，对大回旋电子枪进行了相应的理论分析和设计。与小回旋电子枪相比，大回旋电子枪可以提供速度零散小，高束流的电子注，在互作用区更容易起振，且能更好的抑制模式竞争。