随着通信雷达技术的发展，无论是地球基站与卫星之间的通信，还是卫星与卫星之间的通信，都要求发射天线波束与接收天线波束精确对准。如果有偏差出现，会造成增益降低，从而影响信号的传输质量。研究人员一直都致力于如何将波束进行精确对准，很好的一种方法就是利用波导中的多模式工作，产生误差电压，驱动天线跟踪目标。目前国内外用的多模式跟踪器以TE21模和TM01模为主。相比之下TE21模更容易形成圆极化，所以大多数项目都采用TE21模耦合器来设计雷达馈源部分。阅读大量国内外相关领域的文献资料，本文介绍了雷达系统的背景及意义，它的发展历史和研究现状。通过介绍了微波的特点，引出了麦克斯韦方程组，矩形波导和圆柱波导的传输理论。接下来对定向耦合器的基本原理进行介绍，以定向耦合器为基础对TE21模耦合器进行深入的理论研究，根据计算公式给出初始值，并利用HFSS软件给出相应仿真曲线图。通过对耦合小孔的半径以及耦合小孔之间的间距的优化，来加强TE21模耦合器的性能，并给出了综合评价。我们现今所用到的微波元器件中，很多时候利用圆锥波导来替代圆柱波导，运用小张角的圆锥波导作为主波导可以更好的激发高次模，例如TE21模、TM01模，为了能让主波导内的TE21模与副波导内的TE10模之间0dB耦合，就必须满足主波导内的TE21模与副波导内的TE10模具有相同的相位常数，副波导也需要采用小张角的矩形波导，在这样的条件下，可以获得高性能的期望值。圆锥波导直径的取值有严格的要求，我们既要保证TE11模能从主波导中传输，也要保证TE21模能耦合过去，TE21模的截止波长为2.06R，TM11模的截止波长为1.64R，因为工作带宽非常宽，我们无法避免高频的高次模，只能尽量减少高次模数量和激励的幅度大小。通过HFSS仿真，能够验证这种改进的结构具有可行性。