在分析TE21模耦合器经典设计方法基础上,针对毫米波段孔壁厚度对耦合的影响,提出了一种新的孔径分布方法,即孔直径由两部分组成:第一部分由参考孔直径乘常系数加权Bessel耦合函数确定;第二部分由常系数乘镜像孔的常系数加权Bessel耦合函数.此孔径分布法经数值计算验证有效,在此基础上设计了毫米波段TE21模耦合器样机,样机实测特性指标与数值计算结果吻合,在(f0±1)GHz范围内,耦合度小于0.6 dB,抑制度大于40 dB,达到预期的技术要求.