回旋管作为一种高功率微波源,在工业和国防方面有着非常重要的应用。回旋管内部通过准光模式变换器将旋转的高阶模式转换成为便于传输和利用的横向高斯光束。为了检验准光模式变换器的性能,需对其进行低功率测试。冷测的一个重要环节就是激励出用于测试的源场,国内外广泛应用了两种产生该源场的方法,分别是波导模式激励法与准光模式激励法。前者具有较好的模式转换效率,适合激励产生频率较低的低阶模。后者虽然转换效率不高,但有着良好的模式分离能力,适合激励产生高纯度的高频高阶模。本文主要研究的是准光模式激励器。准光模式发生系统包括高斯喇叭,单折射凸透镜,准抛物反射镜面和侧壁打孔的同轴谐振腔。其中,高斯喇叭基于耦合波理论将输入的圆波导基模TE₁₁模转换成为高斯模式。单折射凸透镜与准抛物反射镜的设计都基于几何光学理论,凸透镜能够将发散的高斯波束变为平面波束,准抛物镜能够聚焦波束并校正波束相位,使其按照特定的角度耦合进入谐振腔。同轴谐振腔基于表面阻抗理论与传输线方程所设计,能够有效的激励出高纯度目标模式,且为旋转的圆极化模。侧壁打孔的同轴谐振腔的设计是本文的重点与难点。高阶模的模式谱密度较大,空心波导谐振腔难以分离出该类高阶模。为此,在圆波导内部引入内导体形成同轴谐振腔的方法能够在一定范围内改变模式谱密度,增强了腔体的模式选择能力。基于一阶无源传输线方程及其边界条件,编写数值仿真程序对渐变谐振腔高频场的特征方程进行计算,得到目标模式的场分布、谐振频率和品质因数。国内目前关于准光模式激励器的设计只涉及到低阶模式,特别是对94GHz的TE₆₂模的设计较成熟。而本文深入研究相关理论,编写程序并建立仿真进行优化,创新的设计出140GHz的TE_28,8模式激励器与170GHz的TE_25,10模式激励器。其中,TE_28,8模的主模纯度为93.4%,Q值为2106,谐振频率为140GHz;TE_25,10模的主模纯度为91.2%,Q值为1840,谐振频率为170GHz。将前者接入准光模式变换器中进行仿真测试,结果达到预期效果。