A systematic design of dual-band, orthogonally-polarized linear-to-circular polarization (LP-to-CP) converters is proposed. This class of polarization converters can transform linearly polarized waves into right- and left-hand circularly polarized (RHCP and LHCP) waves in two separate non-adjacent frequency bands. The reported polarizer is made of three cascaded bianisotropic sheet admittances, spaced by two isotropic dielectric slabs. The electromagnetic problem is studied using impedance boundary conditions. A transmission-matrix analysis of periodically-loaded transmission lines is employed in the design. An analytic model is developed, and closed-form expressions are derived for the frequency response of each sheet admittance. This method avoids the use of multi-parameter optimization procedures. An example of a dual-band, orthogonally-polarized LP-to-CP converter is proposed for satellite communication applications in the K-/Ka-band. The polarizer separately performs LP-to-LHCP and LP-to-RHCP conversions over the transmit (TX) and receive (RX) channels of the K-/Ka-band. The design is validated with a prototype. Under normal incidence, the polarizer exhibits axial ratio (AR) lower than 3 dB over the 18–22.2 (~21%) and 28.7–30.4 GHz (~6%) bands. The total transmission is above −1 dB within the same two bands. The performance is stable for scanning angles up to ±45°. For a 45° angle of incidence, the AR is lower than 3 dB in the bands 17–22 (~25.6%) and 28.6–30 GHz (~4.7%) with a total transmission higher than −1.2 dB.

中文翻译：

---

用于卫星通信应用的双频段、正交极化 LP 到 CP 转换器

提出了一种双频带、正交极化线性到圆极化（LP 到 CP）转换器的系统设计。此类偏振转换器可以将线偏振波转换为两个独立的非相邻频段中的右旋和左旋圆偏振（RHCP 和 LHCP）波。报道的偏振器由三个级联的双各向异性片导纳制成，由两个各向同性的介电板隔开。使用阻抗边界条件研究电磁问题。设计中采用了周期性负载传输线的传输矩阵分析。开发了一个解析模型，并推导出了每个薄片导纳的频率响应的闭式表达式。这种方法避免了使用多参数优化程序。双频的例子，正交极化 LP 到 CP 转换器被提议用于 K/Ka 波段的卫星通信应用。偏振器在 K/Ka 波段的发射 (TX) 和接收 (RX) 通道上分别执行 LP 到 LHCP 和 LP 到 RHCP 的转换。该设计通过原型进行验证。在法向入射下，偏振器在 18–22.2 (~21%) 和 28.7–30.4 GHz (~6%) 频带内的轴比 (AR) 低于 3 dB。在相同的两个频段内，总传输高于 -1 dB。扫描角度达±45°时性能稳定。对于 45° 入射角，在 17–22 (~25.6%) 和 28.6–30 GHz (~4.7%) 频段中，AR 低于 3 dB，总传输高于 -1.2 dB。偏振器在 K/Ka 波段的发射 (TX) 和接收 (RX) 通道上分别执行 LP 到 LHCP 和 LP 到 RHCP 的转换。该设计通过原型进行验证。在法向入射下，偏振器在 18–22.2 (~21%) 和 28.7–30.4 GHz (~6%) 频带内的轴比 (AR) 低于 3 dB。在相同的两个频段内，总传输高于 -1 dB。扫描角度达±45°时性能稳定。对于 45° 入射角，在 17–22 (~25.6%) 和 28.6–30 GHz (~4.7%) 频段中，AR 低于 3 dB，总传输高于 -1.2 dB。偏振器在 K/Ka 波段的发射 (TX) 和接收 (RX) 通道上分别执行 LP 到 LHCP 和 LP 到 RHCP 的转换。该设计通过原型进行验证。在法向入射下，偏振器在 18–22.2 (~21%) 和 28.7–30.4 GHz (~6%) 频带内的轴比 (AR) 低于 3 dB。在相同的两个频段内，总传输高于 -1 dB。扫描角度达±45°时性能稳定。对于 45° 入射角，在 17–22 (~25.6%) 和 28.6–30 GHz (~4.7%) 频段中，AR 低于 3 dB，总传输高于 -1.2 dB。在相同的两个频段内，总传输高于 -1 dB。扫描角度达±45°时性能稳定。对于 45° 的入射角，在 17-22 (~25.6%) 和 28.6-30 GHz (~4.7%) 频段中，AR 低于 3 dB，总传输高于 -1.2 dB。在相同的两个频段内，总传输高于 -1 dB。扫描角度达±45°时性能稳定。对于 45° 的入射角，在 17-22 (~25.6%) 和 28.6-30 GHz (~4.7%) 频段中，AR 低于 3 dB，总传输高于 -1.2 dB。