本文首先推导了强、弱耦合公式,奠定了全文的分析工具；进而应用强、弱耦合公式推导、概括出经典TE21模耦合器的设计准则,分析出经典准则在不能忽略腔壁厚度前提下面临的技术困难。针对技术难题,在梳理毫米波设计流程的同时,采用电压耦合系数公式,在选定耦合系数分布前提下,计算确定了每个孔的大小。在此基础上对比、分析耦合器各个参数变化对特性影响,选择了圆波导半径、矩形波导宽边和耦合孔径作为进一步优化参数。以手动优化结果为基础,针对TE21模耦合器的优化目标,选择了频带内耦合度均值为目标函数,按照遗传算法的要求和CST软件的计算功能,具体化了各个遗传操作和判断准则,编制相应的程序,程序优化的结果表明耦合度特性改善明显。完成耦合器设计后,设计了差合成网络的两种方案,针对每一种方案,详细给出了每个部件的设计结果。根据设计结果,研制了耦合器和差网络组成的差模馈源样机,并对样机的模式抑制度、耦合度、方向图、匹配特性进行了验证,验证结果与整体计算结果进行了对比,二者趋势一致,指标符合要求,设计方法有效。