回旋管是根据电子回旋脉塞互作用原理而制成的真空电子学器件。它采用的空心电子束一般由磁控注入电子枪来提供，每个电子都沿着螺旋轨道做运动，并且电子的半径，通常称作拉莫半径远远小于空心束的平均半径，因此可以降低空间电荷效应。只要让电子的回旋振荡频率和想要的模式工作频率互相匹配，就可以提高模式的稳定性。回旋管被广泛地用于产生高峰值功率和高平均功率，是毫米波段，也就是30GHz到300GHz频率范围内最有前景的一种器件。例如，回旋放大器被应用在毫米波雷达，回旋返波振荡器被应用在毫米波电子对抗，回旋振荡器在工业上得到大量应用等等。回旋管研究比较关注效率问题。研究表明，除了提高电子沿轨道速度与轴向速度的比值，使用降压收集极，甚至是多级降压收集极能够回收电子运动能量，可以明显的提高效率。微波管的性能好坏很大程度上取决于电子枪系统能不能提供性能良好的电子注。因此电子枪的研究受到了各个国家科研人员的广泛重视，许多类型的电子枪被开发出来。本文对W波段回旋管采用的磁控注入电子枪进行理论分析和模拟研究。全文主要工作如下：1对回旋管的原理以及发展进程做了概述，详细介绍了回旋振荡管和回旋速调管的发展现状。2作为微波管重要的一部分，电子光学系统主要任务是产生电子注，并且维持和收集电子注。本文分析了电子在电磁场中的运动规律，推导空间电场和磁场的计算公式，并且数值模拟了磁场和电子运动轨迹。3文中对电子枪不同发射机理进行了总结，对回旋管采用的磁控管注入电子枪MIG的主要枪型和原理进行了研究。对用来模拟电子枪的常用软件进行了介绍，讨论了EGUN和MAGIC的使用方法和原理。分析了磁控注入电子枪中的电子运动理论，然后讨论了关键参数对电子注性能的影响。4利用粒子模拟软件对磁控注入电子枪进行模拟仿真，根据回旋管提出的实际要求，经过反复地调整，得出了基本满足设计要求的电子枪结构和磁场分布。