Este documento presenta el diseño y fabricación de un oscilador de klistrón de reflexión basado en un cátodo frío de nanotubos de carbono (CNT). Se ensambla una estructura de oscilador de klistrón de banda X con un cañón de electrones de cátodo frío de CNT con un enfoque electrostático, una cavidad reentrante como ánodo y un repelente. El cañón de electrones adopta un emisor de película de CNT convexo como cátodo. Se fabrica una cavidad reentrante que resuena a 8,376 GHz. El estudio se centra principalmente en el haz de electrones que regresa en la estructura del oscilador de klistrón. Se presentan los resultados experimentales de las variaciones de la corriente del ánodo y la amplitud del haz de electrones que regresa con el voltaje del repelente. Se demuestra que un voltaje de extracción más alto del cátodo frío tiene una influencia importante en el haz de electrones que regresa. Para decelerar la velocidad de los electrones desde el voltaje de extracción, aumentar el voltaje de enfoque negativo y la altura del electrodo de enfoque en el cañón de electrones puede mejorar las características del haz de electrones que regresan.