电子光学系统是行波管的核心部件之一，在太赫兹频段，电子束通道很小，导致高电流密度电子束的传输非常困难。基于220 GHz折叠波导行波管慢波结构设计所需束流参数，根据理论分析和电磁仿真软件，设计了一款采用均匀永磁聚焦对电子束进行约束的电子光学系统。仿真结果显示，当电子束通道直径0.3 mm、长度31 mm时，在阴阳极压差20 kV的条件下阴极发射电流141 mA，电子流通率100%。根据设计结果封接了流通管，实验结果显示，当阴阳极压差20 kV时，阴极发射电流138.5 mA，收集极电流125.5 mA，电子流通率91%。

电子光学系统是毫米波速调管长寿命和整管性能实现的关键，毫米波速调管零件尺寸较小，为了在Ka波段和W波段实现千瓦量级的输出功率，要求具有高的电子注通过率及低的阴极负荷。对Ka波段和W波段电子光学系统特性进行了分析，确定了Ka波段10 kW分布作用速调管和W波段1 kW分布作用速调管电子光学系统的设计方案，利用软件对电子枪和聚焦系统的结构进行计算，并采用CST仿真软件对设计的电子枪发射的电子注在聚焦磁场中的状态进行优化。设计出的Ka波段速调管电子光学系统，电子枪工作电压26 kV，发射电流2 A，互作用区长度30 mm，磁场强度大于0.6 T，流通达到100%。设计的W波段速调管电子光学系统，电子枪工作电压17 kV，电流0.65 A，互作用区长度20 mm，磁场大于0.9 T，流通达到100%。已制成Ka波段速调管和W波段速调管，设计的电子光学系统能够满足速调管工程化需求。

简要介绍了一种W波段分布作用速调管的设计思路、设计方案和模拟结果，并给出了该管的测试结果。该管采用大压缩比圆柱电子枪和永磁聚焦系统，阴极电压17 kV，阴极电流0.78 A；高频系统由5间隙和11间隙（输出腔）的分布作用腔组成，采用长短槽梯形结构。样管实现了脉冲输出功率大于2 kW、带宽500 MHz、增益40 dB、工作比5%等指标。

当前行波管周期永磁聚焦系统的波端口位置处的磁环通常采用单向开口磁环。在波端口位置引入波导阻抗调谐支节的基础上，提出了两种不同的双向开口磁环结构。利用三维电磁仿真软件Opera-3D，分析了双开口磁环的中心轴线附近的磁场，并据此进一步介绍了带双开口磁环周期永磁聚焦系统的设计方法。为了验证带双开口磁环的周期永磁聚焦系统应用的可行性，设计和测试了一套E波段折叠波导行波管电子光学系统。在行波管试验中，电子枪发射电流83 mA，带双开口磁环的周期永磁聚焦系统聚焦的电子束流通率达到99%。