波导设计的目的在于引导能量沿着最小损耗和最小信号失真的轨迹传播。为了提高功率容量可以采用不同方法，包括改变结构形状，采用新型材料等。椭圆结构已经在许多微波器件中得到了广泛的应用，如：滤波器、辐射器、谐振器和宽带传输等。与其他结构相比，椭圆结构仍有许多电磁问题尚待解决。本论文将从结构本身和材料两个方面来研究椭圆结构的电磁特性。鳍线和脊加载波导具有结构紧凑、低截止频率，宽带宽以及低阻抗等特点。对圆和矩形结构加载的研究已经持续了很多年，而对椭圆脊加载的电磁特性的研究则很少，还有待我们去分析解决。椭圆介质柱可作为飞机机身的模型，常被用来研究散射特性。实际结构是具有损耗的，这涉及到对复数马丢函数的研究，对这一问题人们关注较少，通过对复数马丢函数的计算我们对有损耗的椭圆介质问题进行了分析。各向同性非手征材料组成的椭圆结构中，模式可根据其对称性分为偶型模和奇型模。根据马丢函数本身的奇偶性，场具有偶型分量和奇型分量。而在双各向异性和双各向同性媒质中，纵向电、磁场分量将发生耦合，在相应的椭圆结构中将不会有单独的偶型模式和奇型模式。关于这方面的问题本论文进行了详细的讨论。结构型材料的开发，特别是光子晶体材料和复合媒质研究的兴起，使得材料的电磁属性得到了大大的拓展。复合媒质组成的纳米尺度波导有着独特的电磁特性。在论文的第5和第6章，我们讨论了由强各向异性复合媒质构成的椭圆纳米开波导的特殊属性。本论文的组织结构为：第一章为绪论，介绍研究的背景和相关领域的最新动态和存在的问题，阐明论文的研究意义和范围。第二章采用模式匹配法对鳍线加载椭圆波导进行理论推导，得到所有TE、TM模式的完整表达式。采用Rayleigh-Ritz法和多项式表示法，研究了加载圆形脊和矩形脊的椭圆结构，对传输特性与结构尺寸之间的关系进行了讨论。第三章先介绍参数q为复数的马丢函数计算方法，给出计算图形。在此基础上研究圆金属柱涂覆带损耗的椭圆介质的散射问题，对介质损耗和椭圆离心率的影响进行了分析。第四章研究椭圆手征铁氧体的传输特性，根据耦合波方程和边界条件得到特征方程的完整解。给出了场分布图并对其特性进行解释。分析了材料属性和结构参数对色散的影响。第五章分析由各向异性复合媒质组成的椭圆结构电磁特性，根据复合媒质材料参数对波进行分类，推导并讨论了各种情况下的电磁波传输特性。第六章我们采用具有强各向异性的复合材料来构成椭圆纳米开波导，并用仿真软件验证其特性。一些特有属性存在潜在的应用前景，值得得关注。第七章是总结。