定向耦合器可以看作是一种具有方向性的功率分配器，是一种在微波系统中应用广泛的微波元件。例如在微波信号发生器中的功率监视、频率监视、功率合成和微波接收机中的混频器等都要应用定向耦合器。所以，定向耦合器一直是微波工程领域着重研究的器件。从结构来看，同轴线、带状线、微带线、矩形波导、圆波导都可以构成定向耦合器。因此，定向耦合器的种类繁多，差异很大。本论文研究的波导—带状线—同轴线型定向耦合器，是一种结构简单、尺寸小、成本低的新型定向耦合器，它很适用于大功率、安装空间有限的微波工程系统，目前已在许多微波系统中得到应用。对于这种定向耦合器的设计，关键的问题和难点是带状线中场分布的求解。对于这个问题，人们一般是采用波导与波导之间的小孔耦合设计公式来近似计算。这样不可避免地带来较大的误差，使耦合器的性能指标不能很好地满足工程实践的要求。在本论文中提出了利用保角变换方法直接求解副线带状线中场的设计计算方法，并对波导—带状线—同轴线型定向耦合器进行了理论研究和数值分析。本论文的主要工作和创新之处是：首先，对定向耦合器进行了理论分析，从小孔散射理论推出了小孔耦合强度的表达式，为后续的研究提供理论基础；其次，利用Schwarz-Christoffel变换函数，经过两次变换，把波导—带状线—同轴线型定向耦合器中的理想带状线变换成为平板电容器，从简单的平板电容器场分布求出复杂的带状线中的场分布；第三，结合小孔衍射理论，推导出定向耦合器的耦合度和方向性的计算公式，同时考虑定向耦合器的实际情况，推出了当耦合孔有一定的厚度时相应的近似计算公式；最后，编制计算程序对耦合器的技术参数与结构尺寸的关系进行数值分析；并对耦合器的技术参数进行了测量，测量结果与计算结果吻合较好。本文推出的理论计算公式以及数值分析的结果表明：在波导—带状线—同轴线型定向耦合器的设计中，除了可以采用通常波导—波导定向耦合器中通过小孔大小及旋转方向的方法来满足耦合度和方向性外，还可以通过改变带状线的尺寸以及耦合器的位置来调节耦合度和方向性。总之，本论文给出的理论计算公式及相关的分析曲线，将为以后人们设计此类定向耦合器提供很好的参考。