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矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器是高功率微波测试系统中的关键组件。针对这一问题,本文首先建立了模式转换器的N端口波导结全波分析模型,然后计算了模式转换器的反射系数。给出一种优化设计方法。最后,优化设计了一个X波段的矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器,其结构紧凑,反射系数小且电场极化为垂直方向。测量结果与仿真结果吻合良好,证明了设计方法的可行性。