При помощи разработанных численно-аналитических моделей проведены расчеты выходных характеристик магнетронов с двумя выводами энергии. Особое внимание при разработке и совершенствовании математических моделей магнетронов уделялось возможности моделирования их частотных свойств. Предложена математическая модель магнетрона для исследования шумовых явлений в электронном облаке и показана связь явлений нестабильности и перестройки частоты с электронным механизмом фазовой группировки электронного потока. Экспериментально исследованы перестройка частоты в "холодном" анодном блоке магнетрона с двумя выводами энергии. При сравнении полученных данных с расчетными показана возможность значительного расширения диапазона перестройки частоты в магнетронах. Экспериментально реализован на основе трехсантиметрового магнетрона с двумя выводами энергии макет устройства, которое позволяет осуществить электронную перестройку частоты от импульса к импульсу в паузах между ВЧ импульсами.