Предложены и реализованы слабовозмущающие методы диагностики электронного потока в устройствах гиротронного типа. Экспериментально и теоретически определены закономерности развития динамических процессов в электронном пространственном заряде. Исследована "катодная проблема" в гиротронах. Реализованы методы повышения качества формируемого в электронно-оптической системе гиротрона электронного пучка с помощью регулируемых неоднородностей электрического и магнитного полей. С применением разработанных методов изготовлен экспериментальный гиротрон 4-мм диапазона длин волн и среднего (100 кВт) уровня выходной мощности с КПД в 1.3 раза большим по сравнению с расчетным режимом работы.