一、特征模理论在电磁方法的优势
近些年中，快速发展的计算机技术推动计算电磁方法的发展，带来了天线分析与设计技术的不断进步，电磁学关于天线的设计方法大致可将其分为解析法和数值法 [10] 。
解析法是通过麦克斯韦方程组和特定的边界条件来建立积分方程或者微分方程，进而利用数学理论来直接求解的一种计算方法。这种方法可以得到精确解，且效率也比较高，可作为数值解和近似解的检验标准。但是由于经典电磁理论只能在可分离变量坐标系中才能求解Maxwell 方程组，因此解析法适用范围很窄，只能求解边界相对规则的简单问题，当遇到不规则形状或者任意形状边界问题时，则需要复杂的数学方法来求解。
数值方法则是通过将数学问题离散化来解决复杂几何形状和各种边界条件的电磁问题，其适用性较强。但是数值方法不能直观地观察到各个参量之间的内部联系，不能够直观揭示电磁场的变化规律，不能从参量中直接理解其物理含义。
而特征模（CM）理论不仅可以对各种形状的电磁问题进行分析，弥补解析方法应用的局限性，又可以兼顾数值方法的精确性，并且特征模方法具有清晰的物理概念和意义，是物体结构本身所具有的一种固有属性，可应用于分析各种散射与辐射问题，能够从本质上对天线的辐射机理进行合理地解释，从而能帮助理解和指导天线设计。
特征模理论可以给原本主要基于经验的天线设计提供理论支持，提供物理概念就也是对天线设计进行理论强化。因此自其提出以来便在计算电磁学和天线设计领域有着较为广泛的应用，尤其在近些年随着计算技术的快速发展后，相应商业仿真软件也不断发展，特征模理论在天线分析设计研究中更是掀起一股热潮。
二、特征模理论的发展
特征模理论这一概念最早由Garbacz在其博士论文《A generalized expansion for radiated andscattered fields》中提出，无论导体形状的复杂性，其表面均可以定义出一系列相互正交的模式电流，且这些电流为固有属性，并同时具备收敛性和完备性，可以表达出相关电磁问题的精确解，但其并未给出计算这些电流的通用方法。[1]
直到1971年，R.F.Harrington运用矩量法（MoM），完成了整个金属导体特征模式计算的推导方法，此方法也就是现在所说的经典特征模理论[2]。经典特征模理论清晰的给出了特征模式的物理意义，特征电流在源区正交，特征电流所对应的特征场在无穷远球面处正交。R.FHarrington也借助表面积分方程及体积分方程开启了特征模理论在电介质材料中的应用，为之后介质体结构特征模理论的发展开创了先河。
1978年，Inagaki提出了广义Inagaki理论，相比较与经典特征模理论，相互正交的特性拥有更大的使用范围，该特征模式在从源区的电流和到空间任意位置电场都具有相互正交的特性。
