本发明公开了一种大规模阵列交叉波导重组分离结构及其设计方法，该设计方法包括以下步骤：将输入的波导分为n组，每组中存在m个波导，每组中的波导呈梳状且互不交叉；将波导进行重组，重组后得到的不同组波导位于不同层材料中，组与组之间相互交叉；最后，将不同层材料中的波导直接输出或经层间耦合后输出，不同层材料之间设置有隔离介质。本发明中的梳形交叉的两根或多根波导使用不同层传输介质，多层波导间通过波导模式耦合方式实现互连从而避免大规模交叉的产生，能够有效提高大规模阵列的性能。