行波管广泛应用于雷达、通讯、广播、电子战、高功率微波武器研究、高能物理、电子对抗等各种电子设备中，是一种非常重要的微波器件。现代电子设备要求各种器件具有高效率，以减小功耗，节省能源，提高设备的可靠性和寿命。采用多级降压收集极是提高行波管效率的重要方法。　　本文借助计算机辅助设计软件对多级降压收集极的高效率和小型化进行研究，并着重考虑了收集极内二次电子的抑制，分别通过磁场偏置和电场偏置的方法对多级降压收集极进行优化，给出了设计实例。　　论文主要工作总结如下:　　1、结合某一Ku波段空间行波管多级降压收集极，通过在收集极表面加上一定弧度磁钢贴片的方式，在收集极内引入非轴对称磁场，并调节磁场的大小和位置，观察磁场对收集极内电子运动轨迹的影响，寻求实现收集极效率的最大化并抑制二次电子回流。加入优化磁场后的计算结果与未加磁场时相比，各电极电流分布发生变化，部分电子被更靠后的电极所收集，回流率降低明显，收集效率得到提高，而且通过对磁场的优化设计，可以降低对收集极电极材料表面处理的要求。　　2、针对某一X波段小型化行波管需求，设计小型化高效率多级降压收集极。其中小型化方面在确保收集极性能的前提下，减小收集极电极长度及半径，并去掉收集极的再聚焦区，仅保留三通处的开口磁钢，以求进一步减小收集极体积。高效率方面根据工作带宽内不同频点互作用后电子能量分布的不同，兼顾各自特点，针对性地对收集极进行结构和电极电位优化。　　本文完成的工作主要围绕实验室实际制管需求展开，与工程应用密切相关，研究中发现的规律和积累的设计经验对今后多级降压收集极的设计具有积极的参考价值和指导意义。