靠電子在正交電磁場中運動並同微波場交換能量來放大信號的微波電子管。它是在磁控管基礎上發展起來的另一類正交場器件。正交場放大管一般用於放大鏈式雷達發射機的末級，前級通常採用行波管。正交場放大管一般由電子槍、慢波電路（也稱陽極）、底極、能量耦合器、收集極、磁路等部件組成（見圖）。分佈發射式器件不採用電子槍，底極即發射電子的陰極；重入式器件不設收集極，電子由陽極收集。
待放大的微波信號經由輸入能量耦合器輸入慢波電路。調整陽極電壓和磁場量值，使電子平均漂移速度與慢波電路中傳播的波的相速相等，即電子與波保持同步運動。與磁控管相似，電子在向陽極運動的過程中把直流位能交給微波電磁場，從而能在輸出端得到放大的微波能量。
正交場放大管可以分為前向波放大管和返波放大管兩大類。在前向波放大管中，波的相速方向（即電子運動方向）與群速方向（能量傳輸方向）一致。在返波管中，相速方向與群速方向相反。前向波放大管又可分為註入式和分佈發射式兩種。註入式前向波放大管的電子註是不重入的；分佈發射式放大管又分電子註重入和電子註不重入兩類。返波正交場放大管隻有分佈發射式的，其中有一類電子漂移區很短、電子相位重入的返波放大管，稱為增幅管。
正交場放大管一般工作在脈沖狀態，脈沖功率為幾百瓦到幾兆瓦 (增幅管可達5兆瓦)。註入式正交場放大管可以工作在連續波或脈沖狀態（有的可工作在兩種狀態，稱為雙模正交場放大管），其連續波功率可達1kW。同行波管相比，正交場放大管的效率較高（一般為40％，增幅管可達60％～70％）；與速調管相比，正交場放大管的頻帶較寬(一般為10％～15％)。正交場放大管還具有相位靈敏度高、增益平坦、結構緊湊、體積小、重量輕、工作電壓低、附加電源簡單等優點。正交場放大管的缺點是增益低、噪聲大、線性動態范圍小。它的增益一般隻有10～20分貝，正在研制的陰極激勵正交場放大管增益可達40分貝。