本文主要对高功率毫米波传输发射系统中的天线及模式转换器进行研究。具有良好辐射特性的天线是高功率毫米波发射系统的关键部分之一。在毫米波波段,菲涅尔区相位修正平面(FZP)天线以轴向尺寸小、平面化结构、加工简单的优点,可以作为传统反射面天线的替代天线。另外,在调试毫米波传输发射系统时,需要一个较高模式纯度的模式转换器将已有微波源的输出模式转换成回旋管的输出模式,因此。基于以上要求,本文对8mm波段的平面天线和模式转换器进行了研究和设计。菲涅尔区相位修正平面天线是一种用于高功率毫米波发射系统的新型平面天线形式。以矢量绕射积分理论为基础,编制了计算FZP天线的辐射场的数值程序。为验证程序的正确性,设计了一个小尺寸模型,其数值计算的结果与FEKO仿真、实验测试的结果具有较好的一致性。将其与相同条件下的抛物面天线的辐射特性作比较,两者性能相当。在模式转换器的研究中,基于毫米波的准光特性提出了一种新型的模式转换器,可以实现矩形波导TE10模到圆波导TE01模的转换,模拟回旋管的输出。从“部分波”理论入手,分析了模式在矩形波导和圆波导中的转换机理,采用侧壁耦合的方式激励圆波导TE01模。利用HFSS仿真软件对模式转换器的结构及尺寸进行优化设计,并对加工实物进行了辐射场测试,实验结果与仿真结果基本一致。