设计了用于 G波段行波管的聚焦极调制皮尔斯电子枪, 电子注电压 20 kV, 电流50.9 mA, 注腰半径 0.056 mm, 射程 10.3 mm。利用热-结构耦合分析和电子注轨迹仿真方法, 分析了热形变对电子枪性能造成的显著影响。为了消除电子枪热形变的影响, 设计了装配模具进行补偿, 并得到了实验验证。该电子枪已用于多种 G波段行波管, 解决了关键部件技术问题。

利用CST PIC计算了基于双排矩形波导慢波结构的W波段行波管的注波互作用，在采用10 kV，70 mA的电子注的条件下，在92~97 GHz范围内，输出功率大于35 W，增益大于30 dB，电子效率约为5%。即使在10 kV较低的电压下，双排矩形波导慢波结构的尺寸仍然较大，有利于降低制造难度。提出了一种基于电火花线切割的加工制造工艺，成功制造了双排矩形波导慢波结构部件。在92~97 GHz范围内对所需盒形窗和电子枪进行了计算机模拟，设计、加工了盒形窗和电子枪的相关零件，制造了相关部件。将慢波结构部件和输能窗部件组装起来进行了冷测，驻波比在90~100 GHz范围内小于2.067。

利用CST Microwave Studio 计算双排矩形梳状慢波结构的色散并据此确定了0.22 THz左右频段(D波段)行波管用慢波结构的尺寸参数。将相速再同步技术应用于基于双排矩形梳状慢波结构的D波段行波管中，用CST PIC模拟计算了4例具有不同周期构型的D波段行波管。结果证实：对于无集中衰减器的D波段行波管，在218~232 GHz范围内，相速再同步技术使得输出功率从10~13 W提高到19~28 W，电子效率从1.4%~2.2%提高到2.6%~3.9%; 对于具有集中衰减器D波段行波管，在218~232 GHz范围内，相速再同步技术使得输出功率从8~16.8 W提高到32~41 W，电子效率从1.5%~2.8%提高到4.4%~5.7%。此外，无论行波管有无集中衰减器，相速再同步技术都明显改善了行波管的增益平坦度。