传统的无源波导器件有TE/TH型功分器、波导魔T、定向耦合器和滤波器等。目前这些器件发展面临几个主要局限:首先,受到单模传输条件的限制,很多波导器件的相对工作带宽较窄,致使高频微波的宽带优势得不到充分发挥;其次,波导器件多为三维结构,互相之间需要用法兰盘连接。同一系统中如需多个波导器件,连接的难度将会增加;最后,波导器件多为刚性器件（柔性波导由于价格昂贵,普遍应用可能性很小）,在设计和装配过程中,弯曲和扭转都比较困难。以上情况一定程度上限制了微波系统的发展。因此,研究宽带、小型化的波导器件将成为微波系统发展的必然需求。本论文的主要工作为利用脊波导展宽常用无源波导器件的工作带宽,同时从器件的准平面化、输出相位差、端口方向一致性、功率容量等多方面提升器件的性能。论文主要创新点可总结为以下五个方面:1、实现反相位输出的宽带波导功分器。与传统结构的功分器相比,该结构可在端口互相平行布置后实现宽带等幅反相位输出,可应用于相控阵天线等有反相位需求的微波器件中。它由波导T形结的输入端口绕其轴线旋转90°得到,通过添加多级脊波导匹配器,实现了较宽的工作带宽。2、研究波导器件结构准平面化的设计方法。文章中探讨了波导器件在准平面设计中存在的问题,并对部分结构提出了解决方案。最终得到的准平面结构有准平面波导魔T、准平面TE₀₁-TE₂₀模式转换器、准平面反相功分器等。这些准平面结构设计方案可以帮助微波系统实现小型化设计,减少加工和装配误差对性能带来的影响。3、提出一种新型的平行输出宽带波导模式转换器。此结构可以抑制输出端口中的TE₁₀模式,在30%的相对带宽内实现95%以上的TE₀₁-TE₂₀模式转换效率。它的结构左右对称,并且输入端口与输出端口的电场极化方向不同。在结构中还采用多级脊波导匹配器,用以拓展带宽。4、提出双通道宽阻带的波导谐波抑制器设计方案。该方案在不增加滤波器外部尺寸的同时,有效增加了电容加载型滤波器的功率容量。文中首先讨论了T形脊电容加载对谐振频率的影响,再结合波导功分器,搭建了双通道宽阻带的谐波抑制器结构,并验证此设计的可行性。5、提出脊孔耦合新方案。这种方案突破了传统脊波导定向耦合器在金属壁非脊区开孔的方式,增强了脊波导与外界传输线之间的耦合。这样既保持了脊波导宽带传输的优点,也克服了脊波导由于电场集中在金属脊与盖板之间,与外界耦合比较弱的缺点。以上创新均对波导无源器件的设计提供了更广阔的设计思路。在论文的最后对全文进行了总结,并对下一步工作进行了展望。