随着无线卫星通信的发展,卫星导航系统对于现代社会起到了越来越重要的作用。由于圆极化天线非常适合使用在卫星通信系统中,因此研究圆极化天线具有十分重要的意义。上半空间宽波束辐射方向图的天线可以接受更多不同方向的信号,因此可以提高定位的精准度。而卫星工作频段往往有多个划分,而宽带化天线可以同时覆盖这些频段,从而减少系统中所需天线数量,实现设备的小型化。平面圆极化天线是常用的圆极化天线。论文章节安排如下:第一章首先总结了宽带和宽波束圆极化天线的研究现状。除了天线本身具有的宽带圆极化特性外,展宽轴比带宽的方法主要为改善馈电结构和引入多模产生新的轴比最小点。宽波束的实现则主要通过引入寄生单元。最后给出了论文相关章节安排。在第二章中简要介绍了圆极化天线的一些基本理论,主要包括天线的基本参数,微带天线的基本理论,以及圆极化微带天线的基本原理,为后面的圆极化天线的研制提供了理论依据。第三章中设计与分析了一款宽带微带圆极化天线,通过旋转单极子臂相对半圆形地板对称线夹角的不对称结构产生圆极化,同时采用阶梯微带馈线改善匹配。其3d B轴比带宽达到54.8%,并且在轴比带宽内阻抗匹配良好,满足宽带圆极化天线的基本要求。在第四章中设计一款宽带圆极化微带缝隙天线。通过设计顺序相移馈电网络来实现天线的圆极化,通过添加枝节缝隙来拓展天线的轴比带宽,再利用在天线正上方加载金属圆盘来调节阻抗匹配。该天线的达到了轴比带宽为23%,覆盖了GPSL1波段中心频率(1.575GHz),并且在轴比带宽内阻抗匹配良好。本章末还给出两种改进结构分别来修正天线的方向图和提高天线的低仰角极化增益。在第五章中设计了一种具有宽轴比波束特性的圆极化天线。首先分析与设计了一种水平全向圆极化天线和一种竖直方向辐射天线的圆极化天线,通过将两种天线结合,实现了在GPSL1波段中心频率(1.575GHZ)的轴比仰角为170°,±64°的锥形空间内天线轴比小于3d B。第六章对论文中工作进行了概括和总结,同时提出了接下来要进行的工作研究方向。