高功率微波具有波长短,穿透性强等优点,在国防军事等领域被广泛应用于电子对抗、电磁脉冲武器等。其中高功率微波技术最重要的部分就是高功率微波源。当前,实现核聚变的托克马克装置中用到的电子回旋共振加热（ECRH）需要横向输出能量的回旋振荡管。但是随着频率和功率要求的提高,回旋管的工作模式阶数也越来越高,而且是高阶旋转极化模式。但高阶旋转极化模式不适合远距离低损耗传输,并且由于回旋管需要横向输出能量,所以需要通过准光模式变换器将其转换位高斯波束再将其横向输出。准光模式变换器中最重要的部分是辐射器,国内目前对辐射器的设计基本采用耦合波理论来进行计算和优化。但随着工作模式阶数的增高,由于耦合波理论计算得到的是规则的辐射器壁面扰动,因此计算得到的高阶模式辐射器长度过长,不利于回旋管中其他部分的设计。如果采用标量衍射理论来对辐射器的内壁面场分布进行计算优化,便可以得到长度较短的混合型辐射器。因此本文研究重点为基于标量衍射积分和快速傅里叶变换的新型求解辐射器内壁面场分布的算法。本文主要的研究内容如下:1.通过几何光学分析波在辐射器中的传播特性;通过研究标量衍射理论推导出标量衍射积分;对傅里叶变换和卷积理论进行研究和推导,得到了离散傅里叶变换表达式以及采样相关的情况。2.通过标量衍射积分和快速傅里叶变换算法获得两种标量准光学算法,柱面波分解法和偶极子源衍射法,并以工作频率为118GHz,工作模式为TE22,6的辐射器为例子,通过两种方法计算出混合型辐射器的内壁场分布,并与耦合波理论计算的场分布相比较,进行验证。3.由于模式变换器进行低功率测试需要准光模式激励器完成,因此又设计了工作频率为94GHz,工作模式为TE63的模式激励器,以便对将来设计加工出的辐射器进行测试,设计得到的TE63模式的纯度为97.23%。