在很多的领域上,高功率微波都发挥着极其重要的作用。高功率微波极大的促进了高功率微波武器、高功率雷达和等离子体加热等各个方面的发展。高功率微波(HPM)技术主要包括高功率的定向发射与传输技术、高功率电磁脉冲的产生技术和相对论强流电子束的产生等领域。本论文主要研究的是高功率微波的传输系统,它包括模式变换器和模式过渡器,模式变换器主要实现的是一个模式向另外一个模式的转换,而过渡器实现的是模式的传输而不发生模式的转换。本文主要是对工作频率为24.13GHz TE01-HE11模式变换系统进行了研究,并分别讨论了TE01过渡器、TE01-TE11模式变换器以及TE11-HE11模式转换器,并对整套系统进行加工测试。本论文主要工作如下:1.根据麦克斯韦方程组和正交归一化矢量理论,推导了轴线弯曲的圆波导满足的耦合波方程以及各模式间的耦合系数的具体表达式和半径渐变圆波导所满足的耦合波方程以及各模式间的耦合系数的具体表达式。2.根据上述耦合波方程以及相应的耦合系数,基于MATLAB平台编写了相关的数值计算的程序,并通过高频仿真软件CST对计算结果进行验证,数值计算结果与仿真结果一致性较好。3.通过对半径渐变圆波导分析,导出了过渡器的设计原理,并设计了一款工作频率为24.13 GHz的TE01模过渡器,用编写的MATLAB程序进行数值计算,同时用CST建模仿真,并进行对比,数值计算结果与仿真结果一致性良好,并对过渡器进行加工测试。此外还设计了一款工作频率为27.93 GHz的TE01模90°弯头,并通过高频仿真软件CST对此弯头进行了相关的建模仿真。4.设计了一款工作频率为24.13GHz的TE01-TE11模式变换器,通过编写的MATLAB程序进行数值计算,并运用高频仿真软件CST进行建模仿真分析,将数值计算结果与仿真结果进行对比分析,并对模式变换器进行了加工测试。5.基于广义散射矩阵的求解方法设计了一款工作频率为24.13GHz的TE11-HE11模式变换器。用高频仿真软件CST对该结构进行仿真分析,结果表明该模式变换器能够较好的实现TE11模式向HE11模式的转换。并对此模式变换器进行了加工测试。