随着通信技术的快速发展,相控阵天线技术在通信领域,特别是在移动平台上的应用越来越受到重视。能够提高全双工通信系统收发隔离度的双圆极化天线具有抗多径干扰能力强、剖面低、加工成本低和易与载体共形等优点,可广泛应用于共形相控阵,是多种不同频段无线通信系统的关键器件。因此,双圆极化微带天线成为了本文的研究方向,论文的主要工作和创新性成果包括:(1)结合X波段共形相控阵项目,设计了一种低剖面双圆极化微带贴片天线。天线运用小型化宽带耦合器实现双圆极化辐射,剖面高度仅为0.09λ。利用金属化通孔连接耦合器和贴片,天线的加工难度低、结构稳定性较好。测试结果表明,天线目标频带内的驻波比小于1.32,轴比低于2.59dB。随后仿真了二十四元阵列,通过顺序旋转馈电技术改善圆极化性能,阵列带内轴比低于0.34dB。(2)设计了一种高隔离度双圆极化微带贴片天线。多种X波段通信系统对双端口天线的隔离度有较高的要求,论文以散射参数网络理论分析了隔离度的影响因素。天线组合金属化通孔和矩形条带形成L形探针,采用容性耦合方式馈电。通过引入介电常数低的泡沫介质、增大剖面高度,天线成功地优化了目标频带内的隔离度,使其高于17.76dB。(3)提出了两款适用于无线局域网(WLAN)和全球微波互联接入(WiMAX)部分协定频段的双圆极化微带缝隙天线。第一款S波段缝隙天线结构紧凑,利用地板对角的矩形条带实现圆极化辐射。并且,通过并联一对矩形枝节引入新的谐振点,天线实现了33.7%的相对带宽。在S波段缝隙天线的基础上,通过附加阻抗匹配枝节、改进馈线结构等途径,提出了一种新型的宽带双圆极化缝隙天线。同时,天线创新地采用开放的缝隙、并联倾斜的矩形条带,实现了87.9%的相对带宽。(4)研究了双圆极化共形相控阵。分别采用加顶截顶法和子空间划分法设计了两种半球面阵列布阵形式。第一种阵列包含十一种不同的子阵,第二种阵列仅包含一种半正六边形子阵。考虑到项目的要求及成本,采用第二种布阵形式。半球面顶部的九十六元阵列采用顺序旋转馈电技术,仿真得到最大扫描角下阵列的增益高于23dBi,轴比小于1.33dB,增益下降小于1.03dB。测试结果表明,最大扫描角下两个中心阵元的有源驻波比分别小于2.19、1.94。