CN108376840B - 一种宽带高效率透射型极化转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种宽带高效率透射型极化转换器，包括介质基板和在介质基板表面和之间刻蚀的金属图案。金属图案由若干个极化转换单元结构周期排布组成。利用超材料极化转换透镜对入射线极化电磁波实现极化分解，当线极化波以适当极化角度入射，在通过极化转换器的时候被分解为两个振幅相等，相位相差90°或180°的线极化波分量。当相位差为90°时，两个相互垂直的线极化波以适当极化角度入射并通过透镜后可以分别转换为左旋和右旋圆极化波。当相位差为180°时，可以实现实现线极化90°或其它任意角度旋转。上述的宽带高效率透射型极化转换器可设计在微波和毫米波的任何频段，方法简单实用，利于设计、加工和装配，尺寸薄，重量轻，费用不高。

Description

一种宽带高效率透射型极化转换器
技术领域
本发明属于电磁波传播技术领域，尤其涉及电磁波极化转换。
背景技术
极化是电磁波重要特性之一，在无线信号传输和测量时发挥重要作用。电磁波按照极化方式分为线极化波、圆极化波、椭圆极化波。随着通信、雷达等无线系统的发展，对电磁波的极化的控制和变换显得越来越重要。目前的大部分微波发生器发射的电磁波基本是线极化的，随着卫星通信与太空探索的发展以及雷达技术对目标在各种极化形式和气候环境下跟踪定位的需要，线极化波已远不能满足需求。在信号接收能力上，圆极化天线可以接收圆极化波和任意线极化波，同时圆极化天线在电磁抗干扰上相比同尺寸大小的线极化天线也有着优势。比如，在剧烈摆动或滚动的飞行器上装置圆极化天线，可以在任何状态下都能收到信号；在天文、航天设备中采用圆极化天线，既可以减小信号漏失，又能消除由电离层法拉第旋转效应引起的极化畸变等影响；在电视广播中采用圆极化天线，可克服重影、抑制雨雾的干扰，保持画面的稳定等。可见，圆极化天线在卫星通信、深空探测、雷达技术、射电天文学及电视广播等领域的应用前景是十分广阔的。
传统对电磁波极化状态进行调控的方法主要包括光栅调控、双色性晶体调控、及双折射调控等。但是传统的极化转换设备尺寸过大，比如厚度过大甚至远大于其工作波长。而其中尺寸相对较小的光栅，其介质损耗又偏大。最近十年来随着超材料和超表面材料技术的发展，出现了各种各样新的极化控制技术，但大部分都是反射型极化变换器，而文献中基于超表面的透射型极化变换器大部分工作频段在太赫兹，且透射效率不高。至于微波毫米波波段的极化变换器，要么尺寸偏大，要么透射效率不高。本发明基于电磁波极化变换原理，设计出可以用于微波毫米波波段的厚度低于半个工作波长的线极化旋转器(比如90°极化转换器)和线-圆极化变换器透镜，极化转换效率均大于90％，透镜传输系数大于0.9，工作带宽均在5％-10％之间，且该结构可以通过改变尺寸轻易设计在微波毫米波的其它任何波段，具有良好的应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种尺寸小、厚度薄、损耗小、简单轻便、成本低廉以及易设计的平面结构的超材料极化转换器，可以进行线极化变换和线-圆极化转换。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是这样的：一种宽带高效率透射型极化转换器，包括：至少两层层叠设置的介质基板；所述基板与基板之间、以及最上一层基板与最下一层基板相背的一面分别刻蚀金属图案；
所述金属图案由若干极化转换单元结构周期排布组成；所述极化转换单元结构包括一金属环，以及置于金属环内的偶极子，所述偶极子与金属环不发生接触；各个面中的金属图案可以相同也可以不相同；各个所述介质基板的介电常数可以相同，也可以不同；
通过调整偶极子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为90°时，两个入射方向相互垂直的线极化波通过透射型极化转换器后，转换为出射方向相互垂直的圆极化波；两个入射方向相互垂直的圆极化波通过透射型极化转换器，转换为出射方向相互垂直的线极化波。
在一较佳实施例中：所述金属环为方形金属环，内联2个金属短截条组，所述金属短截条组绕着金属环的轴心旋转对称分布，并且每一个金属短截条组包括两条平行等长的金属短截条；所述金属短截条的一端与金属环的内壁连接，另一端向着偶极子延伸，并不与偶极子接触；
在一较佳实施例中：所述偶极子为正交十字振子，并且两个振子不等长且呈45°与135°方向放置；通过改变正交十字振子的长度和宽度以及短截条的尺寸和间距，所述透射型极化转换器在沿正交十字振子的两个正交方向的线极化的入射波激励下，分别产生谐振，在谐振频率两个极化的入射波的传输系数接近1；
通过调整正交十字振子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为90°，当入射波为0°向和90°向线极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为左旋和右旋圆极化波；当入射波为右旋或左旋圆极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为x向或y向线极化波。
在一较佳实施例中：所述极化转换单元结构的边长和单元厚度均小于透射型极化转换器工作频段中心频率波长的一半。
本发明还提供了一种宽带高效率透射型极化转换器，包括：至少两层层叠设置的介质基板；所述基板与基板之间、以及最上一层基板与最下一层基板相背的一面分别刻蚀金属图案；
所述金属图案由若干极化转换单元结构周期排布组成；所述极化转换单元结构包括一金属环，以及置于金属环内的偶极子，所述偶极子与金属环不发生接触；各个面中的金属图案可以相同也可以不相同；各个所述介质基板的介电常数可以相同，也可以不同；
通过调整偶极子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为180°时，两个方向入射的线极化波在通过透射型极化转换器后，转化为出射方向旋转90°的线极化波。
在一较佳实施例中：所述金属环为方形金属环，内联4个金属短截条组，所述金属短截条组绕着金属环的轴心旋转对称分布，并且每一个金属短截条组包括两条平行等长的金属短截条；所述金属短截条的一端与金属环的内壁连接，另一端向着偶极子延伸，并不与偶极子接触。
在一较佳实施例中：所述偶极子为正交十字振子，并且两个振子的长度不相同且呈0°和90°放置；通过改变正交十字振子的长度和宽度以及短截条的尺寸和间距，所述透射型极化转换器在沿正交十字振子的两个正交方向的线极化的入射波激励下，分别产生谐振，在谐振频率两个极化的入射波的传输系数接近1，传输相位由两个正交振子的长度控制；
通过调整正交十字振子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为180°时，沿45°或135°方向的线极化波在通过透射型极化转换器后会分别转换为135°或45°方向的线极化波。
在一较佳实施例中：所述极化转换单元结构的边长和单元厚度均小于透射型极化转换器工作频段中心频率波长的一半。
在一较佳实施例中：所述偶极子为正交十字振子，并且两个振子不等长且可以呈0°与90°方向放置；通过调整正交十字振子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为90°，当入射波为45°和135°方向线极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为左旋和右旋圆极化波；当入射波为右旋或左旋圆极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为45°和135°方向线极化波。
在一较佳实施例中：所述偶极子为正交十字振子，并且两个振子的长度不相同且可以呈45°和135°放置；通过调整正交十字振子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为180°时，沿0°或90°方向的线极化波在通过透射型极化转换器后会分别转换为90°或0°方向的线极化波
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
1.本发明提供了一种宽带高效率透射型极化转换器，当x(0°)向或y(90°)向的线极化波经过透射型极化转换器时，入射波将被分解为u(45°)向和v(135°)向两个振幅相等，相位相差90°的线极化波分量，从而使从透射型极化转换器出射的电磁波转化为圆极化波。当入射的线极化波极化方向为非x向或y向时，经过透射型极化转换器产生椭圆极化波。
2.本发明提供了一种宽带高效率透射型极化转换器，u向或v向线极化波经过线极化转换透射型极化转换器时，入射波将被分解为两个振幅相等，相位相差180°的线极化波分量，从而使从透射型极化转换器出射的线极化电磁波的极化方向旋转90°。当入射的线极化波极化方向为非u向或v向时，经过线极化转换透镜产生其它非90°的极化旋转。
3.本发明提供了一种宽带高效率透射型极化转换器，由印刷电路板制成，工艺要求低，加工容易，成本较低。
4.本发明提供了一种宽带高效率透射型极化转换器，由两层或多层薄介质基板构成，尺寸小，轻便，非常便于装配。
5.本发明提供了一种宽带高效率透射型极化转换器，具有良好的通用性，可以根据任意频段的需求，通过改变极化转换单元结构的尺寸来实现。
6.本发明通过改变极化转换单元结构可以实现相位差的变化，根据需求可以实现线-线极化转换、线-圆极化转换、圆-线极化转换以及线-椭圆极化转换等。
附图说明
图1是本发明优选实施例1中宽带高效率透射型极化转换器的示意图；
图2是本发明优选实施例1中各层金属图案的示意图；
图3(a)是本发明优选实施例1中当线极化波入射宽带高效率透射型极化转换器的反射系数和传输系数曲线；
图3(b)是本发明中当左旋或右旋极化波入射宽带高效率透射型极化转换器的反射系数和传输系数曲线。
图4是圆极化高增益矩形喇叭在28GHz-31GHz的反射系数S11随频率变化曲线。
图5是圆极化高增益矩形喇叭在28GHz-31GHz的电压驻波比VSWR随频率变化曲线。
图6是圆极化高增益矩形喇叭在28GHz-31GHz下的轴比随频率变化曲线。
图7是本发明优选实施例2中宽带高效率透射型极化转换器的示意图；
图8是本发明优选实施例2中各层金属图案的示意图；
图9(a)是本发明优选实施例2中当x方向和y方向极化波入射宽带高效率透射型极化转换器的反射系数和传输系数曲线。
图9(b)是本发明优选实施例2中当x方向和y方向极化波入射宽带高效率透射型极化转换器的传输相位曲线。
图10是本发明优选实施例2中u方向和v方向极化波入射宽带高效率透射型极化转换器的反射系数和传输系数曲线。
图中：1-上层介质基板；2-下层介质基板；3-金属图案；4-正交十字振子；5-金属短截条。
具体实施方式
为了使本发明的目的、解决的技术问题以及技术方案更加清晰，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步说明。
实施例1
参考图1，一种宽带高效率透射型极化转换器，包括：两层层叠设置的介质基板1、2；所述基板1与基板2之间、以及两层基板1、2相背的一面分别刻蚀金属图案3；
所述金属图案3由若干极化转换单元结构周期排布组成；所述极化转换单元结构包括一金属环，以及置于金属环内的偶极子，所述偶极子与金属环不发生接触；各个面中的金属图案可以相同也可以不相同；各个所述介质基板的介电常数可以相同，也可以不同；
所述金属环为方形金属环，内联2个金属短截条组，所述金属短截条组绕着金属环的轴心旋转对称分布，并且每一个金属短截条组包括两条平行等长的金属短截条5；所述金属短截条5的一端与金属环的内壁连接，另一端向着偶极子延伸，并不与偶极子接触；
所述偶极子为正交十字振子4，并且两个振子不等长且呈45°与135°方向放置；通过改变正交十字振子4的长度和宽度以及短截条的尺寸和间距，所述透射型极化转换器在沿正交十字振子的两个正交方向的线极化的入射波激励下，分别产生谐振，在谐振频率两个极化的入射波的传输系数接近1；
通过调整两个正交振子的长度使得谐振频率下的传输相位差为90°；当入射波为x向和y向线极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为左旋和右旋圆极化波；当入射波为右旋或左旋圆极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为x向或y向线极化波。本实施例中，入射波为x向和y向，实际中入射波也可以是其它方向的，属于本实施例的简单替换。
由于所述金属图案3由若干极化转换单元结构周期排布组成，因此金属图案3属于超材料，超材料作为一种新兴具有超常电磁特性的人工复合材料和常规材料相比较，基于超材料结构的极化调控表面拥有结构简洁、制作方便、易于集成等实际优势，不论在工程应用还是在科学研究都具有广阔前景。
本实施例中，极化转换单元结构是线-圆极化转换单元结构，其周期为3mm，厚度为2mm，约为透射型极化转换器工作频段中心频率波长的五分之一，介质基板1、2的介电常数为2.94或者3。
介质基板1的下表面沿着介质基板1的四边刻蚀长l为3mm，宽s为0.2mm的金属方环，并在对角处加两个长t为0.4mm、宽s为0.2mm和间距d为0.6mm的金属短截条5。介质基板1的上表面以及介质基板2的下表面刻蚀着相同的金属图案，较长的振子的长d1为2.5mm，宽w2为0.3mm，较短的振子的长d3为2mm，宽度w1为0.4mm。而在介质基板1和介质基板2之间仅蚀刻金属方环，金属方环的长l为3mm，宽s为0.2mm，在对角处加两个长t为0.4mm、宽s为0.2mm和间距d为0.6mm的金属短截条5。如图2.
在本发明实际测试中，透射型极化转换器长边边长18mm，短边边长14.4mm，由5×4个单元组成，尺寸很小，便于装配。
图3(a)是当线极化波入射上述宽带高效率透射型极化转换器的反射系数和传输系数曲线。可以看出在28GHz-31GHz，两个入射波的传输系数大于0.9或-1dB，传输幅度很高，反射系数在-10dB以下，反射幅度很小。图3(b)是当线极化波入射上述宽带高效率透射型极化转换器的相位曲线,由图中可以发现在28GHz-31GHz，两个相位相同、极化正交的入射波的传输相位相差约90°。
上述的宽带高效率透射型极化转换器置入26.5-40GHz标准增益矩形喇叭，产生的圆极化高增益矩形喇叭。图4是上述圆极化高增益矩形喇叭在28GHz-31GHz的反射系数S11随频率变化曲线。图5是上述圆极化高增益矩形喇叭在28GHz-31GHz的电压驻波比VSWR随频率变化曲线。图6是上述圆极化高增益矩形喇叭在28GHz-31GHz下的轴比随频率变化曲线。
由图4可知，反射系数幅度在28GHz-30.6GHz范围内基本在-15dB以下。由图5可知,在28GHz-30.7GHz范围内驻波比均在2以下，这充分说明加载超材料透镜没有对喇叭的阻抗匹配产生很大影响。由图6可知，该天线在28.4GHz-30.7GHz范围内轴比均在3dB以下，在28.4GHz-30.7GHz频段范围内实现了线-圆极化的转换。
本发明实施例1中主要利用超材料线-圆极化转换透镜对入射线极化电磁波实现分解，入射波在通过圆极化转换器的时候被分解为两个振幅相等，相位相差90°的线极化波分量，从而实现线极化波转化为圆极化波。
作为一个实施例，所述线-圆极化转换单元结构可以是双层结构，也可以是别的单元结构,例如单层或者多层堆叠，金属方环也可以替换为圆环。
作为本实施例的简单替换，本实施例中，金属方环或者圆环也可以为闭环或者开环，都可以实现本实施例的技术目的。不再赘述。
此外，作为本实施例的简化，所述金属短截条5可以省去，所述偶极子也可以简化为单个振子。对于只有单个振子的情况，通过调整振子的长度同样可以改变传输相位差，只是调整的范围小于正交十字振子，因此同样可以实现本发明的技术方案。
实施例2
作为另一线极化转换实施例，可以通过改变单元的尺寸来控制传输相位差为180°，实现线—线极化之间的90°极化转换；
如图7，极化转换单元结构是90°线极化单元结构，所述90°线极化单元结构的周期p为4mm，厚度为3mm，约为宽带高效率透射型极化转换器工作频段中心频率波长的四分之一，介质基板1、2的介电常数为2.55。沿着介质基板1、2的四边刻蚀长p为4mm，宽s为0.2mm的金属方环，并在方环四边各有两个长ld为0.8mm、间距d为1.1mm、宽s为0.2mm的短截条，一个沿X轴和Y轴方向放置的正交十字振子，较长的振子边长a1为3.2mm，宽w为0.5mm，较短的振子边长b1为0.9mm，宽度w为0.5mm；两层介质基板1、2上刻蚀的三个金属图案相同。如图8。
通过改变正交十字振子的长度和宽度以及短截条的尺寸和间距，所述透射型极化转换器在沿正交十字振子的两个正交方向的线极化的入射波激励下，分别产生谐振，在谐振频率两个极化的入射波的传输系数接近1，传输相位由两个正交振子的长度控制；
当谐振频率下的传输相位差为180°时，沿45°或135°方向的线极化波在通过透射型极化转换器后会分别转换为135°或45°方向的线极化波，线极化波的方向在通过透射型极化转换器后会旋转90°。线极化波的入射方向也可以是其它任意角度，都可以实现出射极化波的方向旋转90°。
图9(a)是当x方向和y方向极化波入射上述宽带高效率透射型极化转换器的反射系数和传输系数曲线。图9(b)是当x方向和y方向极化波入射上述宽带高效率透射型极化转换器的传输相位曲线。可以看出在20.5GHz-23.5GHz频段，两个入射波的传输系数大于0.9或大于-1dB，传输系数幅度很高，反射系数在-10dB以下，反射系数幅度很低。在20.5GHz-23.5GHz频段，两个相位相同、极化正交的入射波经透镜后产生的传输相位相差约180°。
图10是本发明优选实施例2中u方向和v方向极化波入射宽带高效率透射型极化转换器的反射系数和传输系数曲线。可以看到v-极化波到u-极化波的传输系数在20.5GHz-23.5GHz频段大于0.9，而v-极化波到v-极化波的传输系数在20.5GHz-23.5GHz频段小于0.2。说明v-极化波通过90°线极化转换单元后变为u-极化波，极化旋转了90°。
与实施例1类似，作为一个实施例，所述线-圆极化转换单元结构可以是双层结构，也可以是别的单元结构,例如单层或者多层堆叠，金属方环也可以替换为圆环。
作为本实施例的简单替换，本实施例中，金属方环或者圆环也可以为闭环或者开环，都可以实现本实施例的技术目的。不再赘述。
此外，作为本实施例的简化，所述金属短截条5可以省去，所述偶极子也可以简化为单个振子。对于只有单个振子的情况，通过调整振子的长度同样可以改变传输相位差，只是调整的范围小于正交十字振子，因此同样可以实现本发明的技术方案。
以上是向熟悉本发明领域的工程技术人员提供的对本极化变换器的实例的描述，需要申明的是这些描述应该被视为说明性，而非限定性，不构成对本发明的任何限制，显然在本发明的构思下，工程技术人员可以根据此发明权利要求书中对本发明的结构和参数进行具体的调整操作进而得到本发明极化变换器的其他的实施方案的变更，或者线-圆极化变换单元和线-线极化旋转单元形状的变更等，这些都应被视为本发明的涉及范围之内，均在本发明的保护之列。

Claims (6)

1.一种宽带高效率透射型极化转换器，其特征在于包括：至少两层层叠设置的介质基板；所述基板与基板之间、以及最上一层基板与最下一层基板相背的一面分别刻蚀金属图案；
所述金属图案由若干极化转换单元结构周期排布组成；所述极化转换单元结构包括一金属环，以及置于金属环内的偶极子，所述偶极子与金属环不发生接触；各个所述介质基板的介电常数相同或不同；
通过调整偶极子的长度和短截线长度来调整谐振频率下的传输相位差为90°时，两个入射方向相互垂直的线极化波通过透射型极化转换器后，转换为出射方向相互垂直的圆极化波；两个入射方向相互垂直的圆极化波通过透射型极化转换器，转换为出射方向相互垂直的线极化波；
所述金属环为方形金属环，内联2个金属短截条组，所述金属短截条组绕着金属环的轴心旋转对称分布，并且每一个金属短截条组包括两条平行等长的金属短截条；所述金属短截条的一端与金属环的内壁连接，另一端向着偶极子延伸，并不与偶极子接触；
所述偶极子为正交十字振子，并且两个振子不等长且呈45°与135°方向放置；通过改变正交十字振子的长度和宽度以及短截条的尺寸和间距，所述透射型极化转换器在沿正交十字振子的两个正交方向的线极化的入射波激励下，分别产生谐振，在谐振频率两个极化的入射波的传输系数接近1；
通过调整正交十字振子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为90°，当入射波为x向(0°)和y向(90°)线极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为左旋和右旋圆极化波；当入射波为右旋或左旋圆极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为x向或y向线极化波。
2.根据权利要求1所述的一种宽带高效率透射型极化转换器，其特征在于：所述极化转换单元结构的边长和单元厚度均小于透射型极化转换器工作频段中心频率波长的一半。
3.一种宽带高效率透射型极化转换器，其特征在于包括：至少两层层叠设置的介质基板；所述基板与基板之间、以及最上一层基板与最下一层基板相背的一面分别刻蚀金属图案；
所述金属图案由若干极化转换单元结构周期排布组成；所述极化转换单元结构包括一金属环，以及置于金属环内的偶极子，所述偶极子与金属环不发生接触；各个所述介质基板的介电常数相同或不同；
通过调整偶极子的长度和短截线长度来调整谐振频率下的传输相位差为180°时，两个方向入射的线极化波在通过透射型极化转换器后，转化为出射方向旋转90°的线极化波；
所述金属环为方形金属环，内联4个金属短截条组，所述金属短截条组绕着金属环的轴心旋转对称分布，并且每一个金属短截条组包括两条平行等长的金属短截条；所述金属短截条的一端与金属环的内壁连接，另一端向着偶极子延伸，并不与偶极子接触；
所述偶极子为正交十字振子，并且两个振子的长度不相同且呈0°和90°放置；通过改变正交十字振子的长度和宽度以及短截条的尺寸和间距，所述透射型极化转换器在沿正交十字振子的两个正交方向的线极化的入射波激励下，分别产生谐振，在谐振频率两个极化的入射波的传输系数接近1，传输相位由两个正交振子的长度控制；
通过调整正交十字振子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为180°时，沿45°或135°方向的线极化波在通过透射型极化转换器后会分别转换为135°或45°方向的线极化波。
4.根据权利要求3所述的一种宽带高效率透射型极化转换器，其特征在于，所述极化转换单元结构的边长和单元厚度均小于透射型极化转换器工作频段中心频率波长的一半。
5.一种宽带高效率透射型极化转换器，其特征在于包括：至少两层层叠设置的介质基板；所述基板与基板之间、以及最上一层基板与最下一层基板相背的一面分别刻蚀金属图案；
所述金属图案由若干极化转换单元结构周期排布组成；所述极化转换单元结构包括一金属环，以及置于金属环内的偶极子，所述偶极子与金属环不发生接触；各个所述介质基板的介电常数相同或不同；
通过调整偶极子的长度和短截线长度来调整谐振频率下的传输相位差为180°时，两个方向入射的线极化波在通过透射型极化转换器后，转化为出射方向旋转90°的线极化波；
所述金属环为方形金属环，内联4个金属短截条组，所述金属短截条组绕着金属环的轴心旋转对称分布，并且每一个金属短截条组包括两条平行等长的金属短截条；所述金属短截条的一端与金属环的内壁连接，另一端向着偶极子延伸，并不与偶极子接触；
所述偶极子为正交十字振子，并且两个振子不等长且可以呈0°与90°方向放置；通过调整正交十字振子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为90°，当入射波为45°和135°方向线极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为左旋和右旋圆极化波；当入射波为右旋或左旋圆极化波时，通过透射型极化转换器后会分别转换为45°和135°方向线极化波。
6.一种宽带高效率透射型极化转换器，其特征在于包括：至少两层层叠设置的介质基板；所述基板与基板之间、以及最上一层基板与最下一层基板相背的一面分别刻蚀金属图案；
所述金属图案由若干极化转换单元结构周期排布组成；所述极化转换单元结构包括一金属环，以及置于金属环内的偶极子，所述偶极子与金属环不发生接触；各个所述介质基板的介电常数相同或不同；
通过调整偶极子的长度和短截线长度来调整谐振频率下的传输相位差为180°时，两个方向入射的线极化波在通过透射型极化转换器后，转化为出射方向旋转90°的线极化波；
所述金属环为方形金属环，内联4个金属短截条组，所述金属短截条组绕着金属环的轴心旋转对称分布，并且每一个金属短截条组包括两条平行等长的金属短截条；所述金属短截条的一端与金属环的内壁连接，另一端向着偶极子延伸，并不与偶极子接触；
所述偶极子为正交十字振子，并且两个振子的长度不相同且可以呈45°和135°放置；通过调整正交十字振子的长度来调整谐振频率下的传输相位差为180°时，沿0°或90°方向的线极化波在通过透射型极化转换器后会分别转换为90°或0°方向的线极化波。
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