目前电子回旋共振加热（ECRH）已成为许多托卡马克装置的基本辅助加热方法。在ECRH中需要横向输出能量的高功率回旋震荡管作为微波源来配合后续传输线的能量传输。由此,需要在回旋管中的模式变换部分采用准光模式变换器。除此之外,这些高功率的回旋震荡管的工作模式大多为高阶旋转极化模式。高阶旋转极化模式不容易低损耗传输,因此需要通过准光模式变换器将其转化为高斯束。但是,如果将其用于适用于基模和高阶对称模式的Vlasov辐射器中会导致在辐射器切口处的壁电流分布不均匀,在空间辐射区域过大且杂乱,不利用后续镜面的设计。而Denisov辐射器由于内部扰动结构的存在,使工作模式可以耦合出多个按照一定比例混合的模式,这些模式在辐射器切口处经过叠加可产生高斯束。并且如果可以设计出有较好高斯含量和能量传输效率的辐射器,那么后续镜面可以使用简单的规则聚束镜面,这样可以大大降低镜面加工难度。因此,本文研究重点为Denisov辐射器的设计。本文的主要工作内容如下:1.主要对辐射器的设计方法进行研究。通过几何光学分析电磁波在辐射器内壁的传播获得螺旋切口的方法;通过推导二维高斯公式获得高斯束的组成模式及这些模式之间的功率关系,得到了辐射器内部扰动结构的设计方法;通过对94GHz,TE_6,2进行Vlasov辐射器与Denisov辐射器的建模仿真,并对比分析仿真结果说明了 Denisov辐射器对于传输高阶旋转极化模式具有较大优势。2.主要通过矢量衍射理论结合口径面积分法获得空间的场较准确的分布情况,对于高斯束的传播原理ABCD法则进行了研究。最后对于深度相位矫正,用KS A算法获得相位扰动量的方法进行了介绍。3.针对初始直径为49mm,工作模式为94GHz,工作频率为TE_22,6的准光模式变换器中的辐射器部分,结合数值计算设计了具有七段扰动,五段扰动,三段扰动;并用FEKO仿真软件进行验证。最后以能量传输效率最优的三段扰动辐射器为基础进行后续匹配镜面的设计。本文镜面系统由两块镜面组成,第一级镜面为抛物柱面镜;第二级镜面为椭圆抛物面镜。本文给出了镜面与输出窗的数值计算结果与仿真验证结果。