电子回旋共振加热系统是EAST装置重要的辅助波加热系统之一,系统的正常运行需要微波传输线安全稳定工作,微波传输线利用波纹圆波导将微波源产生的毫米波功率传输至发射天线,而在内径不同的波纹圆波导间需要使用过渡波导进行匹配连接,所以根据EAST装置电子回旋共振加热系统微波传输线技术需求,本文开展了应用于传输线中进行传输特性匹配连接的毫米波过渡波导研究和设计工作。论文首先介绍了电子回旋共振加热系统的组成和作用,阐述了论文研究背景和意义。其次论文围绕应用于电子回旋共振加热系统传输线中的毫米波过渡波导进行了详细设计,主要内容包括三个部分:(1)微波性能分析。以内径渐变和低模式转换损耗为主要目标,选择基于模式耦合理论的耦合波方程法为分析方法,利用编制的数值求解程序对过渡波导的微波性能进行分析,得到模式转换损耗低、欧姆损耗小、带宽较宽的过渡波导。(2)冷却需求分析。以波导安全工作为主要目标,从热力学分析理论基础出发再结合热分析软件对过渡波导的温升、变形及热应力进行分析,得到合适的冷却条件和参数。(3)机械结构设计。利用三维结构分析软件对过渡波导具体结构进行设计,同时对波导材料进行了分析选择,设计出一款结构较为简单、加工难度较易的波导结构方案,绘制了加工零件图和装配图。论文最后针对过渡波导低功率测试需求,设计了一款模式转换效率达95.59%的TE11-HE11模式变换器。选择分析方法为基于模式耦合理论的耦合波方程法,通过编制数值求解程序分析和优化了工作于毫米波频段的模式变换器性能,实现了模式变换器结构设计。论文工作为进一步推进高功率毫米波器件国产化研究提供了理论基础。