Ka 频段正交模耦合器设计*

于 祥，吴昊旻

（南京熊猫汉达科技有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

近年来，卫星通信产业高速发展，用于卫星通信的频谱资源的紧张状况也愈发凸显，对频谱的利用率也日益提高[1]。在卫星通信系统中，通常会采用极化复用的方式来提高频率资源的利用效率[1]。正交模耦合器（Ortho-Mode Transducer，OMT）可实现两个正交极化信号的分离或混合，是卫星通信天馈系统的重要组成部分[1-2]。

正交模耦合器有一个公共端口，其传输两个正交主模信号，这两个主模信号经过OMT 后分别被传输给单一模式的信号端口，两信号间有较高的极化隔离度[2]。

目前针对OMT 的实现结构，已有大量文章进行了研究，如鳍线结构、四脊结构和传统十字转门结构等[2-4]。但现已有的OMT 结构形式都相对复杂，加工困难，不便于在收发信机中实际使用。

针对上述问题，本文设计一种工作于Ka 频段侧壁耦合的非对称结构正交模耦合器，其结构简单、尺寸小、加工成本低，并且电性能优异，适用于卫星通信收发信机。

1 工作原理

正交模耦合器的结构如图1 所示，主模TE10模由其公共端口输入，通过多级阶梯过渡到直通端口输出，而TE01模则在传输过程中由于b边的减小、截止频率的升高而被阶梯过渡反射，无法到达直通端口，TE01模通过谐振窗耦合到耦合端口中，因谐振窗对TE10模的高截止频率特性，TE10模无法通过谐振窗，从而实现了TE10模和TE01模的分离[5]。

图1 正交模耦合器结构

通常正交模耦合器需要连接圆波导馈源喇叭，因此还需要将公共端口的矩形波导过渡为圆波导。……