本文研究毫米波双极化单脉冲馈源。首先研究其中的关键元件:正交模耦合器(OMT)。根据馈源网络的建构方案,在比较过去各种OMT方案的基础上,论文提出了便于馈源各元件连接的OMT结构设计方案,并且简述了其基本工作原理。随后采用基于Helmholtz方程弱形式的有限元法结合模式展开方法,对毫米波频段的OMT进行分析,这种方法采用模式展开而不是PML截断FEM计算区域。通过对Helmholtz弱形式的离散建立起一个线性稀疏矩阵,再采用了超松弛-双共轭梯度法(SSOR-BCG法),计算得出OMT的S参数。本文的计算结果与仿真软件Ansoft HFSS的计算结果做了比对,两者吻合较好。论文设计并分析了8mm频段非对称分支OMT。经过结构参数的优化,所设计出的OMT在超过11%的带宽上,两种极化方向电磁波的反射损耗都大于20dB,隔离度大于60dB,性能达到了设计指标。此外又设计了3mm频段非对称分支和8mm频段对称分支OMT,并且进行了分析和结构参数优化,并给出了S参数。本文最后给出了一种8mm波段双极化单脉冲天线馈源总体结构的三维设计图。此馈源结构主要由5个方形喇叭、5个OMT(正交模耦合器)和4个魔T组成,其整体尺寸约为200mm×200mm×300mm,可供硬件制作参考。