传统真空微波电子器件采用热阴极作为电子源,使器件体积受到了约束,真空微电子学的诞生给微波真空电子学的研究注入了新的活力。真空微电子器件是利用微细加工技术制作场致发射阴极并利用这种阴极的器件。这种器件可以在室温下工作,启动速度快,发射电流密度大,可以直接产生调制电流。本文采用碳纳米管材料作为场致发射场致发射电子源,提出了一种发射电子注调制电流的小型化电子枪。主要研究内容为:1.从场致发射原理入手,推导了场致发射电子注调制公式,验证了通过调节场致发射的电场强度,可以对电子注电流密度进行调制,进而得到调制信号,建立了碳纳米管电磁仿真模型。2.建立了平行板电子枪模型,研究了此模型中阳极的栅网结构中电子注通过率的情况,得出当网孔边长为0.05mm,网孔边长与网孔间隙的比值为5时栅网的通过率最高的结论,最后根据此结论研究了平行板电子枪的发射情况。3.建立了一种矩形波导—微带模式转换器的电子枪结构,这种电子枪结构可以使高频电场从矩形波导端口输入,为微带中电子注电流的调制提供高频电场。研究了此结构中电子注通道的形状和大小对传输参数的影响。4.分别从静电场强度,高频场功率,高频场频率三个方面对场致发射碳纳米管冷阴极发射电子注调制电流情况进行了研究与仿真。得出静电场强度越大,电子注的电流密度越大,调制电流的调制程度也越强;当静电场强度不变时,随着高频电场的增大,电子注的调制程度也逐渐增大;高频电场频率不影响碳纳米管阴极场致发射的电子注平均电流及调制深度。最后研究了碳纳米管冷阴极发射面呈阵列排布时电子注电流强度及电流情况。