回旋器件(包括回旋管家族和潘尼管)利用磁场中的高能回旋电子与电磁波互作用,实现电磁波的产生与放大,在多个领域有广阔的应用前景。但是,由于其要求的磁场不仅强度高,而且在相当长的轴向空间中有严格的分布与调节要求,使得人们不得不使用价格昂贵、系统复杂、占地大、耗能多的超导磁体,大大影响了回旋器件实用化的进程。实现回旋器件的永磁包装,用永磁体代替超导磁体是具有很大实用价值和相当高技术难度的重大前沿课题,受到国内外同行的广泛关注。本文对回旋器件永磁包装的基本理论与设计方法进行了研究。在综述国内外回旋器件永磁包装技术研究进展的基础上,系统的研究了永磁系统设计的基本理论与方法,分析了不同回旋器件对磁场分布与调节的基本要求,进而根据基本理论分析并综合各方面信息,提出了两种设计方案。对两种方案进行了模拟计算和优化,得到了较为满意的结果,同时总结出了优化调节各种参数的规律。最后,利用设计所得的轴向磁场分布通过理想线圈拟合代入电子枪计算程序,设计出了性能基本满足要求的大回旋和小回旋电子枪。本文对永磁系统和配套的电子枪的设计研究,为我们以后实际研制永磁包装回旋管提供了重要参考,有可能在后续实验中获得应用。本文提出的磁系统布局方法和参数优化规律对相关工作有重要参考价值。