随着现代无线通讯产业的蓬勃发展,对微波通讯系统容量的需求越来越大,而频谱资源又是不可再生在稀缺资源,因此如何提高频率利用效率是当今无线通信技术研究的重点之一。其中,采用OMT技术通过正交极化实现频率复用,是在诸如卫星通信等通信系统中实现大容量信息传输的重要技术之一。本文即是研究小型化正交模耦合器的设计方案。首先,文章介绍了正交模耦合器的研究背景并分析了国内外对于不同结构正交模耦合器的研究现状,以及在产业界正交模耦合器的产品性能指标要求,并对波导结构的电磁波传输形式和阻抗变换原理进行理论分析,这些分析为后续正交模耦合器的高性能设计提供了重要理论基础。然后,论文分析和设计了一款Ka双频段正交模耦合器,设计目标旨在保证回波损耗和隔离度性能指标良好的基础上,尽可能的展宽工作带宽。论文采用商业高频仿真软件CST进行分析和设计,分析重点结构参数对性能的影响。最终参数优选仿真结果显示:在两个工作频带内回波损耗小于-20dB、端口隔离度超过75dB。随后,论文还分析和设计了一款Ku频段正交模耦合器,设计目标旨在限定工作频带内尽量提高回波损耗、端口隔离度等指标性能。同样采用CST软件进行优化仿真和结构参数敏感性分析,实测结果显示:回波损耗优于-25dB,低频段隔离度大于80dB、高频段隔离度可达110dB。最后,论文将前述两种小型化正交模耦合器与工业界的生产标准相对比,两款设计模型均达到实际工程指标性能要求,在卫星通信和微波通信天馈子系统中具有良好的工程实用价值。