Orthomode transducer, transmitter, and receiver

Abstract

An orthomode transducer includes a cross waveguide for propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal, a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first mode of the EM signal, and a second rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the second mode of the EM signal.

Description

ORTHOMODE TRANSDUCER, TRANSMITTER, AND RECEIVERFIELD

[0001] The present disclosure relates to wireless communications and in particular to an orthomode transducer, a transmitter, and a receiver.BACKGROUND

[0002] To increase throughput, many millimetre-wave applications must be able to support two orthogonal linear polarizations. Square waveguides are good candidates for structures that are able to support two modes (i.e. two orthogonal linear polarizations) that share the same guiding structure and the same associated antenna. However, prior attempts at developing structures for supporting dual modes have tended to be relatively large and, as a result, unsuitable for stacking to form an array of such structures. Such prior attempts have also suffered from a relatively high number of design parameters, making them difficult to manufacture.SUMMARY

[0003] According to a first aspect of the disclosure, there is provided an orthomode transducer comprising: a cross waveguide for propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal; a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first mode of the EM signal; and a second rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the second mode of the EM signal. As a result, the orthomode transducer may have a relatively compact size. In an array of such orthomode transducers, the element spacing may be kept small, and therefore the effect of grating lobes at high steering angles may be reduced. Furthermore, the orthomode transducer may be more suitable to three-dimensional metal printing which may reduce fabrication time, cost, and weight.

[0004] The orthomode transducer may further comprise a square waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first and second modes of the EM signal.

[0005] The first mode may be a TE10 mode, and the second mode may be a TE01 mode.

[0006] The first rectangular waveguide may comprise a first section for propagating the second mode of the EM signal in a first direction, a second section for propagating the second mode of the EM signal in a second direction, and a third section for propagating the second mode of the EM signal in a third direction that is the same direction in which the cross waveguide is configured to propagate the first and second modes of the EM signal.

[0007] The first direction may be at 90° to the third direction.

[0008] The second direction may be at an acute angle relative to the third direction. Therefore, the orthomode transducer lends itself to being stacked together with other orthomode transducers.

[0009] The second rectangular waveguide may comprise a first section for propagating the first mode of the EM signal in a fourth direction, and a second section for propagating the first mode of the EM signal in a fifth direction that is the same direction in which the cross waveguide is configured to propagate the first and second modes of the EM signal.

[0010] The fifth direction may be at 90° to the third direction.

[0011] The fourth direction may be an acute angle relative to the third direction. Therefore, the orthomode transducer lends itself to being stacked together with other orthomode transducers.

[0012] The first and second rectangular waveguide may not be square waveguides.

[0013] The first rectangular waveguide may not be configured to propagate the second mode of the EM signal.

[0014] The second rectangular waveguide may not be configured to propagate the first mode of the EM signal.

[0015] The first rectangular waveguide may comprise a tab for improving impedance matching.

[0016] The tab may be a single tab provided in a straight portion of the first rectangular waveguide.

[0017] This may reduce the complexity of the impedance matching structure, and may simply manufacturing of the orthomode transducer.

[0018] The second rectangular waveguide may comprise a groove for improving impedance matching.

[0019] The groove may be a single groove provided in a straight portion of the second rectangular waveguide. This may reduce the complexity of the impedance matching structure, and may simply manufacturing of the orthomode transducer.

[0020] According to a further aspect of the disclosure, there is provided a transmitter comprising: an array of orthomode transducers, each orthomode transducer comprising: a cross waveguide for propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal; a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first mode of the EM signal; and a second rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the second mode of the EM signal, an array of dual-mode antenna elements, each dual-mode antenna element connected to a cross waveguide of an orthomode transducer of the array of orthomode transducers for transmitting the first and second modes of the EM signal received therefrom; and radio-frequency components for providing: the first mode of the EM signal to each first rectangular waveguide of each orthomode transducer; and the second mode of the EM signal to each second rectangular waveguide of each orthomode transducer.

[0021] According to a further aspect of the disclosure, there is provided a receiver comprising: an array of orthomode transducers, each orthomode transducer comprising: a cross waveguide for propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal; a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first mode of the EM signal; and a second rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the second mode of the EM signal, an array of dual-mode antenna elements, each dual-mode antenna element connected to a cross waveguide of an orthomode transducer of the array of orthomode transducers for receiving the first and second modes of the EM signal which are then coupled to the cross waveguide of the orthomode transducer of the array of orthomode transducers; and radio-frequency components for receiving: the first mode of the EM signal from each first rectangular waveguide of each orthomode transducer; and the second mode of the EM signal from each second rectangular waveguide of each orthomode transducer.

[0022] According to a further aspect of the disclosure, there is provided a method of propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal, comprising: propagating, using a cross waveguide, the first and second modes of the EM signal; propagating, using a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide, the first mode of the EM signal; and propagating, using a second rectangular waveguide connected to the cross waveguide, the second mode of the EM signal.

[0023] This summary does not necessarily describe the entire scope of all aspects. Other aspects, features, and advantages will be apparent to those of ordinary skill in the art upon review of the following description of specific embodiments.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0024] Embodiments of the disclosure will now be described in detail in conjunction with the accompanying drawings of which:

[0025] FIGS. 1A and 1B show orthomode transducers according to embodiments of the disclosure; FIG. 2 shows an array of orthomode transducers, according to an embodiment of the disclosure;

[0026] FIG. 3 is a schematic diagram of phase antenna array according to an embodiment of the disclosure;

[0027] FIG. 4 is a plot of operating frequency as a function of dimension of a square waveguide, according to an embodiment of the disclosure;

[0028] FIG. 5 is a plot of characteristic impedance as a function of size of a square waveguide, and for different frequencies, according to an embodiment of the disclosure;

[0029] FIG. 6 is a three-dimensional plot of electric field magnitude for a first mode, according to an embodiment of the disclosure;

[0030] FIG. 7 is a three-dimensional plot of electric field magnitude for a second mode, according to an embodiment of the disclosure;

[0031] FIG. 8 shows plots of insertion loss, return loss, and coupling, according to an embodiment of the disclosure;

[0032] FIG. 9 is a plot of simulated scattering parameters including return loss and mutual coupling between both ports of an orthomode transducer according to an embodiment of the disclosure;

[0033] FIG. 10 is a plot of measured scattering parameters including return loss and mutual coupling between both ports of an orthomode transducer according to an embodiment of the disclosure;

[0034] FIGS. 11A and 11B are three-dimensional plots of radiation patterns, for both linear polarization modes, of an orthomode transducer according to an embodiment of the disclosure; and

[0035] FIGS. 12 and 13 are measured radiation patterns in the E-and H-planes at different frequencies for, respectively, both linear polarization modes, according to an embodiment of the disclosure;

[0036] FIG. 14 shows impedance matching of the orthomode transducer shown in FIG. 1B, according to an embodiment of the disclosure;

[0037] FIG. 15 shows electric field distribution for the horizontal polarization mode (mode 1) and the vertical polarization mode (mode 2) of the orthomode transducer shown in FIG. 1B, according to an embodiment of the disclosure; and

[0038] FIG. 16 shows the isolation between two input ports (mode 1 and mode 2) of the orthomode transducer shown in FIG. 1B, according to an embodiment of the disclosure.DETAILED DESCRIPTION

[0039] The present disclosure seeks to provide an improved orthomode transducer. While various embodiments of the disclosure are described below, the disclosure is not limited to these embodiments, and variations of these embodiments may well fall within the scope of the disclosure which is to be limited only by the appended claims.

[0040] Generally, embodiments of the disclosure are directed at an orthomode transducer capable of supporting dual linear polarization modes. Embodiments of the orthomode transducer are suitable for feeding antenna arrays steerable in one or more planes. According to some embodiments, the orthomode transducer may be relatively compact, and for example may have a dimension about 0.6 that of the shortest operational wavelength the orthomode transducer is capable of transmitting. Because of the relatively compact size of the orthomode transducer described herein, the element spacing may be kept small, and therefore the effect of grating lobes at high steering angles may be reduced. Furthermore, according to some embodiments, the orthomode transducer may be more suitable to three-dimensional metal printing which may reduce fabrication time, cost, and weight.

[0041] Orthomode transducers as described herein may benefit from a relatively wide-band performance, and may have one or more bends in the waveguides that are less than 90 degrees. For example, according to one embodiment, the orthomode transducer may be designed for 37 GHz to 42 GHz. Furthermore, embodiments of the orthomode transducer described herein may be used for mm-wave base stations that must be compact (to reduce grating lobes) and that should offer low-loss (waveguide) dual polarization operation. Further still, embodiments of the orthomode transducer described can be used in mm-wave dual polarization communication systems that use waveguides.

[0042] According to an embodiment of the disclosure, there is provided an orthomode transducer comprising a cross waveguide for propagating first and second modes of an EM signal, a first  rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first mode of the EM signal, and a second rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the second mode of the EM signal. The orthomode transducer may further comprise a square waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first and second modes of the EM signal.

[0043] A cross waveguide may be a waveguide that is generally cross-shaped. More particular, a cross waveguide may be a type of waveguide structure used to guide and transmit electromagnetic waves and that comprises two orthogonal waveguide sections that intersect each other. The cross waveguide may form a rectangular or square shape, where the two orthogonal waveguide sections cross at a right angle. The cross-section of a cross waveguide can be thought of as having a “+” shape. The cross waveguide may therefore allow for the propagation of different modes or polarizations of electromagnetic waves along each of the two waveguide sections.

[0044] The rectangular waveguides, cross waveguide, and the square waveguide may be air-filled. This may reduce the losses of the waveguides, and may improve the manufacturability of the orthomode transducer.

[0045] Turning to FIG. 1A, there is shown a first embodiment of an orthomode transducer 10 according to an embodiment of the disclosure. Orthomode transducer 10 comprises a cross waveguide 14 for propagating first and second modes (in particular, the transverse electric 10 (TE10) mode and the transverse electric 01 (TE01) mode) of an electromagnetic signal. Orthomode transducer 10 further comprises a first rectangular waveguide 16a connected to cross waveguide 14 for propagating the TE10 mode, and a second rectangular waveguide 16b connected to cross waveguide 14 for propagating the TE01 mode. First and second rectangular waveguides 16a, 16b generally extend away from cross waveguide 14 in directions that are perpendicular to the direction in which cross waveguide 14 extends. For example, as can be seen in FIG. 1A, rectangular waveguide 16a includes a 90-degree bend 15.

[0046] Orthomode transducer 10 further includes a square waveguide 12 connected to cross waveguide 14. Square waveguide 12 is configured to propagate both the TE10 mode and the TE01 mode. Therefore, cross waveguide 14 acts to transition rectangular waveguides 16a, 16b into square waveguide 12. Each rectangular waveguide 16a, 16b has a width that extends in a direction that is perpendicular to the width of the other rectangular waveguide 16a, 16b. For example, rectangular waveguide 16a has a width that extends in the z-direction  whereas rectangular waveguide 16b has a width that extends in the y-direction. Rectangular waveguide 16a transitions into one waveguide section of cross waveguide 14, while rectangular waveguide 16b transitions into the other waveguide section of cross waveguide 14.

[0047] Turning to FIG. 1B, there is shown a second embodiment of an orthomode transducer 20 according to an embodiment of the disclosure. Like orthomode transducer 10, orthomode transducer 20 comprises a cross waveguide 14 for propagating first and second modes (in particular, the TE10 mode and the TE01 mode) of an electromagnetic signal. Orthomode transducer 10 further comprises a first rectangular waveguide 16a connected to cross waveguide 14 for propagating the TE10 mode, and a second rectangular waveguide 16b connected to cross waveguide 14 for propagating the TE01 mode. Orthomode transducer 20 further includes a square waveguide 12 connected to cross waveguide 14. Square waveguide 12 is configured to propagate both the TE10 mode and the TE01 mode. Therefore, cross waveguide 14 acts to transition rectangular waveguides 16a, 16b into square waveguide 12. Furthermore, rectangular waveguide 16a transitions into one waveguide section of cross waveguide 14, while rectangular waveguide 16b transitions into the other waveguide section of cross waveguide 14.

[0048] Each rectangular waveguide 16a, 16b comprises a respective first bend 13a, 13b formed therein such that rectangular waveguide 16a, 16b generally extend away from cross waveguide 14 in directions that are less than 90 degrees relative to the direction in which cross waveguide 14 extends. Each rectangular waveguide 16a, 16b further includes respective second bends 15a, 15b formed therein such that the ends of rectangular waveguide 16a, 16b generally extend away from cross waveguide 14 in directions that about 90 degrees relative to the direction in which cross waveguide 14 extends.

[0049] For example, as can be seen in FIG. 1B, square waveguide 12 and cross waveguide 14 extend in a first direction 18a up to bend 13a connecting rectangular waveguide 16a to cross waveguide 14. In the general area of bend 13a, cross waveguide 14 transitions into rectangular waveguide 16a which include a first section 23b extending in a second direction 18b at an angle to first direction 18a. Rectangular waveguide 16a further includes a second section 23c extending in a third direction 18c at an angle to second direction 18b.

[0050] Furthermore, square waveguide 12, cross waveguide 14, and a first section 23a’ of rectangular waveguide 16b extend in the first direction 18a up to bend 13b. Rectangular  waveguide 16b further includes a second section 23b’ connected to bend 13b and which extends in a fourth direction 18b’ at an angle to first direction 18a. Rectangular waveguide 16b further includes a third section 23c’ extending in a fifth direction 18c’ at an angle to fourth direction 18b’.

[0051] Orthomode transducer 20 further includes a groove 17 in rectangular waveguide 16b, and a tab 19 in rectangular waveguide 16a. Groove 17 and tab 19 are also located before cross waveguide 14, and improve impedance matching. Groove 17 is a single groove in a straight, non-bending portion of rectangular waveguide 16b, and tab 19 is a single tab in a straight, non-bending portion of rectangular waveguide 16a.

[0052] Advantageously, because of the structure of orthomode transducer 20 shown in FIG. 1B, orthomode transducer 20 lends itself to being stacked together with other orthomode transducers 20, for example as shown in FIG. 2. In FIG. 2 there is shown a one-dimensional array 30 of stacked orthomode transducers 20. In FIG. 2, arrows 21 denote one of the modes (e.g. mode 2, or vertical polarization) being directed through rectangular waveguide 16a, and red arrows 22 denote the other mode (e.g. mode 1, or horizontal polarization) being directed through rectangular waveguide 16b. As can be seen, in square waveguide 12, both the TE10 mode and the TE01 mode may propagate. In order to minimize grating lobes, the spacing between orthomode transducers 20 is kept relatively small. For example, according to one embodiment, the spacing between orthomode transducers 20 may be as small as 0.6λ at the center frequency of 39.5 GHz.

[0053] Turning to FIG. 3, there is shown an embodiment of phased array antenna system 50 that incorporates the orthomode transducer array 30 described above. In particular, phased array antenna system 50 includes a first beamforming network 25 connected to rectangular waveguides 16a of array 30 of orthomode transducers 20, and a second beamforming network 26 connected to rectangular waveguides 16b of array 30 of orthomode transducers 20. A set of dual-mode antennas 27 are connected to square waveguides 12 of array 30 of orthomode transducers 20. As a result, beamforming networks 25 in combination with rectangular waveguides 16a and 16b may generate signals with different linear polarization modes, and the signals may be effectively combined in orthomode transducers 20 of array 30 and then simultaneously transmitted by dual-mode antennas 27.

[0054] Generally, phased array antenna system 50 combines beamforming network 25 and 26, array 30 of orthomode transducers 20, and dual-mode antennas 27 to achieve beamforming  capabilities, allowing for the dynamic control and steering of the radiation pattern of dual-mode antennas 27. Beamforming network 25 and 26 may control the phase and amplitude of the signals sent to individual orthomode transducers 20 in array 30, while orthomode transducers 20 are responsible for combining the signals of different polarization modes. Together, these components enable phased array antenna system 50 to electronically steer the beam in a desired direction.

[0055] In addition to the general phased array antenna system 50 shown in FIG. 3, embodiments of the orthomode transducer described herein may be used with any of the embodiments described in co-pending Patent Cooperation Treaty Application No. PCT / CN2022 / 118190, filed on September 9, 2022, entitled “SYSTEMS, APPARATUSES, AND METHODS USING TWO-LEVEL BEAM STEERING” .

[0056] In order to design orthomode transducer 20 described herein, the cross-section of square waveguide 12 is first set by defining the operational frequency band and the dielectric constant of the device. In this example, air (with a dielectric constant of 1) is taken to be the medium of the due to its low loss, and the frequency band of interest is set to extend from 37 GHz to 42 GHz. Other media with different dielectric constants, and other frequency bands of interest, may be used. FIG. 4 shows a plot of operational frequency as a function of the dimension a (the side length) of square waveguide 12. The cut-off frequency for two modes m and n is defined by the following equation:

[0057] As can be seen, although a = 4.1 mm satisfies the mode propagation condition, such a value for a makes impedance matching more difficult due to the relatively high characteristic impedance at the low end of the frequency band, since it is near the cut-off frequency. This can be shown by the following equation:

[0058] Z is the impedance of square waveguide 12, η is the impedance of free space, λ is wavelength, and a is the length of square waveguide 12.

[0059] FIG. 5 shows the characteristic impedance Z as a function of size a of square waveguide 12, and for different frequencies. Although a = 4.1 mm is the most compact dimension that  satisfies dual-mode propagation within the frequency band of interest, FIG. 5 shows that impedance-matching the entire band of interest is difficult (due to the large variation of the characteristic impedance as a function of frequency) . Furthermore, a size of 4.1 mm for square waveguide 12 has a much lower manufacturing tolerance.

[0060] Example 1: Orthomode Transducer with a = 5 mm

[0061] A square waveguide with a = 5 mm allows for simpler wideband impedance matching while not being too compact from the perspective of grating lobes. The design of such a square waveguide is made easier due to the relatively large cross-section. FIGS. 6 and 7 show the simulated electric field magnitude distribution in response to excitation of each rectangular port 16a, 16b of orthomode transducer 10 (FIG. 1A) . The associated simulated scattering parameter plots are shown in FIG. 8. FIG. 9 shows a plot of scattering parameter (s-parameter) as a function of operating frequency. After fabrication of orthomode transducer 10, the actual measurement of the s-parameters is shown in FIG. 10. The small difference between the simulations and the measurements can be attributed to the fact that the insertion loss of the adapters is not taken subtracted from the total measured insertion loss. The simulated radiation patterns emitted from orthomode transducer 10 at the centre frequency are shown in FIG. 11. FIGS. 12 and 13 show the measurement pattern of orthomode transducer 10.

[0062] Example 2: Orthomode Transducer with a = 4.4 mm

[0063] In order to design orthomode transducer 20, the transition from square waveguide 12 to cross waveguide 14 is first designed. After selecting the dimension of square waveguide 12 to be 4.4 mm, the next step is to select the height of rectangular waveguides 16a, 16b. The height of rectangular waveguides 16a, 16b can be any value lower than 4.4 mm and depends mainly on the parameters of the network feeding the electromagnetic signals to orthomode transducer 20. In the case of orthomode transducer 20, the height was selected to be 3.6 mm. Next, square waveguide 12 is impedance-matched to cross waveguide 14 through a quarter-wavelength impedance transformer.

[0064] Next, the transition from rectangular waveguides 16a, 16b to cross waveguide 14 is designed. Using a full-field commercial solver, the angles of bends 13a, 13b, 15a, 15b can be determined. In the present case, the angle is about 45 degrees.

[0065] Similarly to microwave matching, the next step is to add, to each rectangular waveguide 16a, 16b, lumped elements in a circuit simulator to move the impedances to real values on a Smith chart.

[0066] FIG. 14 shows impedance matching of orthomode transducer 20 for both vertical and horizontal polarization modes.

[0067] FIG. 15 shows electric field distribution for the horizontal polarization mode (mode 1) and the vertical polarization mode (mode 2) of orthomode transducer 20.

[0068] FIG. 16 shows the isolation between two input ports (mode 1 and mode 2) of orthomode transducer 20.

[0069] Generally, embodiments of the orthomode transducer described herein may simplify base station design and reduce its size and complexity. This may be achieved by allowing the antenna array and the feeding networks to be shared for both polarizations. This approach eliminates the need for separate components for each polarization, leading to a reduction in complexity and potentially lowering production costs. By combining these components, the overall system becomes more streamlined and efficient, resulting in a more compact base station design. Furthermore, the relatively small size of the orthomode transducer may contribute to the small size of the overall system, and may minimize the occurrence of grating lobes by allowing for reduced spacing between antenna elements, resulting in a low level of unwanted radiation and enhanced overall system performance.

[0070] The word “a” or “an” when used in conjunction with the term “comprising” or “including” in the claims and / or the specification may mean “one” , but it is also consistent with the meaning of “one or more” , “at least one” , and “one or more than one” unless the content clearly dictates otherwise. Similarly, the word “another” may mean at least a second or more unless the content clearly dictates otherwise.

[0071] The terms “coupled” , “coupling” or “connected” as used herein can have several different meanings depending on the context in which these terms are used. For example, as used herein, the terms coupled, coupling, or connected can indicate that two elements or devices are directly connected to one another or connected to one another through one or more intermediate elements or devices via a mechanical element depending on the particular context. The term “and / or” herein when used in association with a list of items means any one or more of the items comprising that list.

[0072] As used herein, a reference to “about” or “approximately” a number or to being “substantially” equal to a number means being within + / -10%of that number.

[0073] While the disclosure has been described in connection with specific embodiments, it is to be understood that the disclosure is not limited to these embodiments, and that alterations, modifications, and variations of these embodiments may be carried out by the skilled person without departing from the scope of the disclosure.

[0074] It is furthermore contemplated that any part of any aspect or embodiment discussed in this specification can be implemented or combined with any part of any other aspect or embodiment discussed in this specification.

Claims

1.An orthomode transducer comprising:a cross waveguide for propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal;a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first mode of the EM signal; anda second rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the second mode of the EM signal.2.The orthomode transducer of claim 1, further comprising a square waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first and second modes of the EM signal.3.The orthomode transducer of claim 1 or 2, wherein the first mode is a TE10 mode, and the second mode is a TE01 mode.4.The orthomode transducer of any one of claims 1-3, wherein the first rectangular waveguide comprises a first section for propagating the second mode of the EM signal in a first direction, a second section for propagating the second mode of the EM signal in a second direction, and a third section for propagating the second mode of the EM signal in a third direction that is the same direction in which the cross waveguide is configured to propagate the first and second modes of the EM signal.5.The orthomode transducer of claim 4, wherein the first direction is at 90° to the third direction.6.The orthomode transducer of claim 4 or 5, wherein the second direction at an acute angle relative to the third direction.7.The orthomode transducer of any one of claims 1-6, wherein the second rectangular waveguide comprises a first section for propagating the first mode of the EM signal in a fourth direction, and a second section for propagating the first mode of the EM signal in a fifth direction that is the same direction in which the cross waveguide is configured to propagate the first and second modes of the EM signal.8.The orthomode transducer of claim 7, wherein the fifth direction is at 90° to the third direction.9.The orthomode transducer of claim 7 or 8, wherein the fourth direction at an acute angle relative to the third direction.10.The orthomode transducer of any one of claims 1-9, wherein the first and second rectangular waveguide are not square waveguides.11.The orthomode transducer of any one of claims 1-10, wherein the first rectangular waveguide is not configured to propagate the second mode of the EM signal.12.The orthomode transducer of any one of claims 1-11, wherein the second rectangular waveguide is not configured to propagate the first mode of the EM signal.13.The orthomode transducer of any one of claims 1-12, wherein the first rectangular waveguide comprises a tab for improving impedance matching.14.The orthomode transducer of claim 13, wherein the tab is a single tab provided in a straight portion of the first rectangular waveguide.15.The orthomode transducer of any one of claims 1-14, wherein the second rectangular waveguide comprises a groove for improving impedance matching.16.The orthomode transducer of claim 15, wherein the groove is a single groove provided in a straight portion of the second rectangular waveguide.17.A transmitter comprising:an array of orthomode transducers, each orthomode transducer comprising:a cross waveguide for propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal;a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first mode of the EM signal; anda second rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the second mode of the EM signal,an array of dual-mode antenna elements, each dual-mode antenna element connected to a cross waveguide of an orthomode transducer of the array of orthomode transducers for transmitting the first and second modes of the EM signal received therefrom; andradio-frequency components for providing:the first mode of the EM signal to each first rectangular waveguide of each orthomode transducer; andthe second mode of the EM signal to each second rectangular waveguide of each orthomode transducer.18.A receiver comprising:an array of orthomode transducers, each orthomode transducer comprising:a cross waveguide for propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal;a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the first mode of the EM signal; anda second rectangular waveguide connected to the cross waveguide for propagating the second mode of the EM signal,an array of dual-mode antenna elements, each dual-mode antenna element connected to a cross waveguide of an orthomode transducer of the array of orthomode transducers for receiving the first and second modes of the EM signal which are then coupled to the cross waveguide of the orthomode transducer of the array of orthomode transducers; andradio-frequency components for receiving:the first mode of the EM signal from each first rectangular waveguide of each orthomode transducer; andthe second mode of the EM signal from each second rectangular waveguide of each orthomode transducer.19.A method of propagating first and second modes of an electromagnetic (EM) signal, comprising:propagating, using a cross waveguide, the first and second modes of the EM signal;propagating, using a first rectangular waveguide connected to the cross waveguide, the first mode of the EM signal; andpropagating, using a second rectangular waveguide connected to the cross waveguide, the second mode of the EM signal.

Images