本发明公开了一种双端发射阴极结构的相对论磁控管，属于微波技术领域。该相对论磁控管为全腔轴向提取结构，包括阳极外壳、高频结构、能量耦合槽缝、扇形波导、同轴波导、TEM‑TM01模式变换器、输出圆波导、引导磁场线圈以及阴极结构，其中阴极结构包括两个阴极端帽、对称设置的两个发射阴极、以及中心连接导体。本发明采用虚阴极方案可以有效地解决由于互作用区间中爆炸式发射产生的等离子体所带来的脉冲缩短、频率漂移、效率降低等问题，能够有效提高相对论磁控管的输出功率和功率转换效率。