束半径可调的强流环形电子束在跨波段跳频高功率微波产生器件中有重要应用。提出了一种改变外加引导磁场位形从而改变环形强流电子束半径的技术。该技术的核心部件由环形阴极、阳极、电子束转移通道、电子束传输通道和三段螺线管组成。当三段螺线管的通流的电流大小不一样时，该螺线管系统就能产生不同位形的磁场。在粒子模拟中，当三段螺线管的通流电流大小分别为1025 A、107 A、107 A和300 A、300 A、0 A时，螺线管产生两种不同位形的磁场，实现电子束半径的改变。从单粒子运动理论出发，本文推导出电子束在梯度磁场引导下的运动轨迹表达式，解释了电子束半径在梯度磁场下变化的原理，还研究了梯度磁场的斜率和极差对电子束轨迹的影响。在跨波段器件仿真中，X波段输出功率为1.6 GW，频率为8.2 GHz，效率为40%；Ku波段输出功率为1.5 GW，频率为14.4 GHz，效率为38%。

设计了一种能在S波段和C波段实现稳定输出的高功率相对论速调管放大器，并使用电磁粒子PIC程序进行了模拟研究。模拟结果表明：采用700 kV，4 kA的电子束，在注入微波功率340 kW、注入微波频率分别为2.8 GHz和3.2 GHz的条件下，通过合理选择输入腔和中间腔的结构和工作模式、调节器件输出腔的腔长，模拟实现了S波段(3.2 GHz)和C波段(5.6 GHz)分别为1 GW和490 MW的微波输出，束波转换效率分别约为35%和17%。