铷原子频标因其体积小、重量轻、功耗低、价格低廉等特点,是至今应用最广泛的原子频标之一。在铷原子频标中,微波谐振腔是重要的组成部分之一。对铷原子频标中微波谐振腔加载复杂结构介质的谐振特性进行研究,对于揭示其内在的本质规律、更好地挖掘其应用潜力与丰富电磁理论和量子频标理论以及实际应用具有重要的意义。本文用模匹配法对铷原子频标中微波谐振腔加载复杂结构介质的谐振特性进行了分析。首先,对圆柱形谐振腔内加载玻璃腔泡后形成的复杂结构微波谐振腔TM0mn模的谐振特性进行了分析。根据导出的该模式的本征方程,计算了不同结构参数对应的谐振频率,并将理论计算结果与CST仿真结果进行了对照,从而验证了该方法的正确性。在此基础上,对该结构谐振腔的HE111模的谐振特性进行了分析。通过计算谐振频率,将数值计算结果和仿真结果相比较,进一步验证了该方法的正确性。与此同时,对所加载的玻璃泡在选择不同结构参数时对谐振频率的影响进行了分析。结果表明,当玻璃泡长度增加或厚度增大时,该谐振腔的谐振频率降低。其次,本文对实际应用中玻璃泡外包有陶瓷介质层的复杂结构微波谐振腔的加载特性进行了分析。计算了这种结构的微波谐振腔TE011模、HE111模的谐振频率,并与CST仿真结果进行了对照。通过计算不同结构参数对应的谐振频率,分析了谐振频率随结构参数变化的规律和影响谐振频率大小的因素。结果表明,在谐振腔总尺寸不变的情况下,陶瓷介质径向厚度增加或相对介电常数增大时,谐振频率减小。从而,通过合理选择这些参数,可达到腔体小型化的目的。最后,利用电磁全波仿真软件CST对玻璃泡内充有铷原子气体的复杂介质加载微波谐振腔的加载特进行了分析,并讨论了铷原子气体对谐振腔特性的影响。结果表明,腔泡内铷气体的浓度对谐振频率有着较为明显的影响。当铷原子气体浓度增大时,谐振频率减小。综上,本文的方法及结论对于准确而有效地分析铷原子频标中微波谐振腔的谐振特性、合理地设计铷频标中微波谐振腔的腔体尺寸具有一定的指导价值。对于丰富和完善电磁理论和量子频标理论具有重要的意义。