近年来,国际学术界对内置式准光模式转换器的研究逐渐升温,几乎70%的回旋(振荡)管采用这种功率传输结构,回旋管直接从横向输出准光高斯波束(TEM00模式)。这种内置式的准光模式转换器有以下好处:1.可方便地实现波与电子束的分离。电子束收集极不再成为输出波导的一部分,由于波的传输方向在横向,因此可以自由设计降压收集极形状,提高整管的效率。2.波的反射被隔离。由于高功率微波通过反射镜从横向输出,因此反射到谐振腔的电磁波将大为减少,当输出窗略微倾斜时,这种减弱效应尤为明显,从而避免了纵向输出回旋管由于输出端口的不均匀性,反射回来的电磁波干扰了谐振腔中的波注互作用。3.输出的模式是最佳的线极化高斯波束,可以直接用波纹波导或反射镜低损耗传输,或直接利用。本文的目的就是在内置式准光模式转换器方向做一些有益的尝试。主要工作如下:1.概述高功率微波发展及其运用,以及170GHz回旋振荡管的研究现状,其次对设计准光模式转换器所需的理论进行了介绍和推导。2.采用几何光学的方法详细分析和推导了微波在波导中传播的情况,再利用耦合波理论具体分析了模式在波纹波导中的相互耦合,设计出了波纹波导的具体长度,扰动幅度等参数,得出各个模式相对功率大小随轴向变化的关系,完成了将输入频率为170GHz,模式为TE22,6的毫米波在辐射器切口处叠加成准高斯模式的目的。3.介绍并确定辐射器的纵向切口长度的方法,然后详细分析了反射面的设计要求以及怎样确定反射面的几何尺寸,再利用矢量绕射理论和镜像场法确定空间场的分布,最后设计出修正抛物反射柱面,编写程序计算出辐射场和高斯波束的等势图。4.进行了总结以及对未来工作的展望。