随着通信技术的不断发展,人们对通信质量的要求越来越高,这也导致了通信容量需求的迅速扩张,为了适应这种需求,频率复用技术成为人们研究的重点,而在微波通信系统中,双极化天线的概念也应运而生。极化分离器(Orthomode Transducer,OMT)作为双极化天线馈电网络的核心部件,可以实现正交极化电磁波的耦合跟分离,是实现双极化信号传输的关键。因此性能优良的OMT的设计也不可或缺。本文将针对商用频段带宽较窄的特点,通过牺牲工作带宽,设计了两种不同类型的加工简单,性能优良的OMT:同轴探针激励的OMT和矩波导激励的OMT。同轴探针激励的OMT,设计的工作频段为7.125-8.3GHz。首先我们介绍了垂直的同轴探针激励圆波导实现双极化信号传输的可行性;其次由于我们的工作频段较窄,我们简化了一种宽带的同轴探针激励的OMT,去掉了该宽带OMT中的脊结构和底部的锥形结构。我们在两个探针激励之间添加了两个金属柱,这两个金属柱平行于圆波导内部较高的探针,它们可以有效地阻断上方探针的激励出来的TE11模式向下传输,改善两个端口的隔离,并且这两个金属柱对下方与之垂直的探针激励出来的TE11模几乎没有影响。另外采取适当的加大两个同轴端口的距离也会改善隔离。最后使用矢量网络分析仪对OMT实物进行测试,该OMT的回波损耗小于-18.46d B,隔离大于37.92d B,短路损耗小于1.09d B,交叉极化大于28.94d B。该OMT电性能满足指标要求,且结构简单,易于加工。缺点是频带较窄,使用金属柱导致存在定位误差。关于矩波导激励的OMT,设计的工作频段为11.7-12.7GHz。首先我们设计了一个切比雪夫阻抗变换器,可以实现从矩波导TE10模转换为圆波导的TE11模。通过仿真分析得出控制矩波导端口的方向,可以激励出圆波导内部不同极化方向的TE11模。同理,相互垂直的矩波导端口过渡到圆波导端口,可以实现双极化信号的传输。其次设计了一款加工简单的矩波导激励的OMT。通过分析方波导的传输特性,我们发现方波导的单模传输的相对带宽大于圆波导单模传输的相对带宽,并且在方波导的单模区可以传输极化正交的电磁波,所以在公共波导中间设计了一节方波导,相比圆波导,方波导容易在更大的尺寸范围内实现单模区传输,抑制高次模传输,也更利于调节阻抗匹配。通过仿真分析了OMT结构中的延伸腔体对两个矩波导端口的影响。发现延伸腔体对其中一个矩波导端口具有调节匹配的作用。最后给出该OMT实物测试结果:回波损耗小于-16d B,短路损耗小于0.7d B,交叉极化大于35d B,电性能满足指标要求。OMT的实物是由一个芯体块加工而成,而目前广泛使用的两种商用OMT都是有多块芯体加工而成,该OMT由于不存在装配误差,所以能够更精确还原设计模型,以此避免许多结构可靠性问题。