波导内置式模式转换器是雷达、导航、通讯等系统中一种重要的无源转接过渡器件,实现电磁信号从波导传输转为微带传输、传输模式从波导主模TE₁₀模转为微带线主模准TEM模。波导内置式模式转换器具有插损低、带宽高、结构紧凑、设计灵活等特点,其性能在很大程度上影响着系统的性能。本文围绕波导内置式模式转换器的工作原理与结构设计展开研究,主要工作如下:论文首先介绍了课题的研究背景,对课题的适用性进行阐述,列举了几种国内外具有代表性的波导-微带线模式转换器,分析研究了三种典型的波导-微带模式转换器的设计方法。其次介绍了波导内置式模式转换器相关的波导理论和微带线理论。主要研究了波导内置式模式转换器的工作原理和设计结构,给出了模式转换器的设计方案,从理论上说明了这种转换器的可行性,详细地阐述该模式转换器的设计方法和设计步骤。参考天线的收发互易性原理,设计出带宽为1.16GHz,中心频率在15GHz的转换贴片,并根据滤波器的频率选择的原理,设计出12GHz-16GHz阻带性能良好的波导滤波器,完成对波导内置式模式转换器初步设计。接着对转换器的物理参数进行分析,研究物理尺寸对转换器性能的影响,优化参数数据,在以加工精度为标准的前提下确定实物加工参数,通过仿真测试,模式转换器在频率14.62GHz-15.68GHz范围回波损耗小于-10dB,插入损耗约为-0.3dB,带宽约为1.06GHz。最后加工实物,利用直接测试与背靠背测试相结合的方法,测试转换器的性能,并与仿真结果进行分析和比较,验证了设计的正确性。