电子在恒定磁场的导引下与高频电磁场中运动，即回旋谐振，是一种非常重要的物理现象，并且广泛存在于自然界中，已被人们所了解并广泛利用。回旋管是我们熟悉的基于回旋谐振机制的电子器件之一。另外还有些工作机理与回旋管有一定的差异，但它们也是基于回旋谐振现象的微波元器件，也是值得我们研究的，其中包括回旋波整流器。回旋波整流器是一种特殊的回旋谐振元器件。工作在回旋波整流器中的所有电子都同时处于同一种状态，不论是加速还是减速，并且相对论效应对它没什么影响。所以这种器件具有很高的注波互作用效率。在无线输电技术和空间太阳能电站中，回旋波整流器具有战略意义，是其中的核心器件，它能将微波能量高效地转换成直流电能。美国、日本、俄罗斯都已经对回旋波整流器进行过深入的研究，但至今为止，只有少数的理论研究文章发表过，国内也很少真正地深入地研究过回旋波整流器。在无线输电技术和空间太阳能电站中，由于大气对微波的反射和吸收，会影响到传输的效率，选择合适的频率进行传输就显得非常的重要。2.45GHz是一个非常好的频率，但它处于通信频段内，容易对通信产生干扰，5.8GHz正好可以弥补这个不足。因此，本论文主要对5.8GHz回旋波整流器的高频互作用区和倒向磁场区进行了研究。本论文采用对Cuccia谐振腔采用了等效电路分析的方法，并结合CST和粒子模拟仿真软件，成功地解决了Cuccia谐振腔的结构参数设计问题，注波互作用效率问题，同轴线与谐振腔的阻抗匹配问题。对于倒向磁场区，本文先对电子的运动方程进行了理论分析，通过Matlab对其进行数值仿真，并用粒子模拟仿真软件进行模拟验证的方法进行了研究，成功设计出了合理的倒向磁场区的磁场分布，保证了把电子的纵向能量转换为横向能量的效率。最终成功设计出5.8GHz回旋波整流器，高频互作用系统的能量转换效率为97.9%，倒向磁场区的效率转换效率为96.4%。