通过对二次谐波低电压突变结构复合腔回旋管中谐振腔结构、模式竞争以及电子注一波互作用的研究，分析了高频结构特性、寄生模式的抑制和工作参数优化等问题。给出了3mm二次谐波低损耗TE02／TE03模式回旋管的模拟设计结果。计算采用了坡度磁场，互作用效率得到显著提高。PIC粒子模拟结果表明：在电子注电压25kV、电流4A、纵横速度比1．6、工作磁场1．72T时，回旋管可获得37kW的输出功率，横向运动能量转换效率高达51％，器件效率为37％。

根据220GHz回旋管的工作要求，设计了其所需的脉冲磁场系统与电子枪。脉冲磁场系统采用哑铃状结构，具有均匀区长、电阻小与电感小等优点，可以在较低电容与电压下获得更高的脉冲峰值磁场，并分析了其脉冲放电特性。电子枪采用双阳极磁控注入枪，用EGUN对其进行了设计优化，电子注纵横速度比为1．53，速度零散为3．1％。实验研究表明，脉冲磁场峰值强度达到8T，电子注电流达到2A，电子电流基本传输到靶片，控制极与阳极没有截获到电子，脉冲磁场系统与电子枪工作正常，达到设计要求。