真空电子学理论经历了近百年的发展历程,已经建立了完善的理论体系。随着电子计算机出现并广泛应用,以其大容量、高精度、高速度的优势,极大地促进了真空电子光学计算机辅助设计的发展。微波管CAD软件技术,就是在此基础上应用数值计算方法发展起来的,业已成为真空电子工程技术的重要基础工具之一。真空电子器件的一个重要的组成部分就是电子光学系统,它在微波器件中是产生电子注,并将其聚焦、传输、收集的系统。电子光学系统的质量是实现电真空器件预期功能的基础。因此电子光学系统的设计就显得尤为重要,尤其是电子注产生和聚焦装置——电子枪。目前,设计电子枪最主要的方法是,通过对电子枪赋初值然后在电子光学CAD软件中建模模拟计算,根据计算结果调整电子枪的尺寸直到产生我们所需要的电子注光学参数为止。那么这中间就会有三个问题,第一,电子光学CAD软件是怎么设计的?第二,电子光学CAD模拟软件的计算结果跟电子枪实际工作参数值是不是一致,如果有误差误差是多少,能不能切实指导工程设计工作?第三,电子枪的初值是怎么得来的?本文就是致力于解决上述三个问题。首先简单介绍了电子光学CAD软件的发展历程;接着针对第一个问题,详细介绍了电子光学常用的数值计算方法和我们教研室基于这些计算方法开发的电子光学CAD软件,UESTC_GUN和EOS两个模块;针对第二个问题,用了三种方法验证了这两个模块计算结果的准确性,对UESTC_GUN模块我们用了与已知电子光学参数对比和与其他电子光学CAD软件计算结果对比两种方法,对EOS模块的验证用了实验的方法。结果表明,这两个模块都能很好的指导工程设计工作;针对第三个问题,介绍了四种电子枪赋初值方法,对于典型收敛型皮尔斯电子枪我们介绍了迭代综合法和非迭代综合法,对于栅控电子枪介绍了栅控电子枪的设计与周期聚焦系统耦合的方法,另外提出了一种基于迭代综合法的栅控电子枪赋初值方法,与实验值对比表明,这四种方法能够很好的解决电子光学系统的初值问题。但是由于本人知识水平有限,错误之处在所难免,希望各位老师和同学读者批评指正。