随着太赫兹科学技术的发展,太赫兹源器件也受到了更多的关注。其中,回旋管因为其可以达到更高的工作频率和更高的输出功率,受到了世界各国学者的广泛关注。随着回旋管对大功率的需求逐渐提升,传统电子枪有着发射带的电流发射无法过大和电子截获等问题,也正是因为传统电子枪的这些缺陷,反转磁控注入电子枪的概念被提出。针对0.24THz回旋管的工作需求,在本文中分别基于热阴极和场致发射冷阴极设计一支反转磁控注入电子枪。本文主要工作内容如下:1、对电子枪内电磁场中电子注的运动状态在圆柱坐标系中进行推导和分析;基于电子枪结构模型和所需性能,对比并分析反转磁控注入电子枪和常规磁控注入电子枪的优劣势;详细介绍场致发射冷阴极发射原理,并对其相关方程进行推导。2、根据电子枪相关理论,对电子枪的目标参数和初步结构参数进行推导计算,后对各参数进行优化并探究和分析其对电子注性能的影响,使用内涂有限电导率损耗层的方法抑制振荡,最终优化并得到合格的电子注,使得其横纵速度比1.32、横纵速度比离散2.43%、引导中心半径9.55mm、横向速度离散0.86%和电子注电流42A,满足预期设计需求。3、通过对场致发射方程的求解,确定了场致发射冷阴极的参数,并根据冷阴极参数和电子枪初步参数,进行模拟仿真,分别在冷阴极发射饱和和冷阴极发射不饱和两种情况下分析并总结各参数对电子注性能的影响,设计出一支场致发射冷阴极反转磁控注入电子枪,使得其横纵速度比1.24、横纵速度比离散1.64%、引导中心半径离散2.81%、横向速度离散0.77%和电子注电流19.7A,满足预期设计需求。