模式匹配法(MMM)是分析波导及其不连续性问题的一种半解析方法,具有准确、高效的特点。其基本思想是根据不同几何形状的边界条件得到不同的模式函数解析表达式,对不同区域的场进行模式展开,在不连续性表面匹配横向场分量,最终得到通用的广义散射矩阵表达式。采用模式匹配法分析纵向变截面问题时,首先根据波动方程求解出规则波导的标量位函数,将模式函数用标量位函数切向分量表示,在波导不连续处两侧分别将场按TE波和TM波的无穷级数展开,并利用其切向场相等得到归一化电压和归一化电流之间的关系,进而推导出广义散射矩阵的通用表达式。在分析矩形波导和圆形波导各种不连续结构时主要有两种情况使分析变得复杂,第一种是坐标系变化,如大矩形—小圆形阶梯和大圆形—小矩形阶梯,因为不连续处两侧属于不同坐标系,需要进行直角坐标向极坐标变换和极坐标向直角坐标变换,而在圆波导—圆波导不连续问题中,需要对极坐标平移进行特殊的处理。第二种是结构变化,如E面插片中阶梯处是广义三端口网络,此时需要进行三端口向二端口网络的变换,广义散射矩阵需要进行重新分块和组合。在模式匹配法(MMM)分析矩形波导腔开窗引起的不连续性问题时,如ET、HT,假设端口依次短路并求解此时各端口自导纳和互导纳,得到其三端口广义导纳矩阵。并且在计算某些输入导纳和互导纳的过程中直接运用了广义传输线相关知识,减少了计算的复杂度。最终,推导出广义导纳矩阵的解析表达式。最后编写程序验证,并给出了模式匹配法和HFSS的仿真比较,结果表明仿真数据和模式匹配法所得数据吻合良好。