双极化天线以其极化可调、扩展信道容量等优点而广泛应用于卫星通信领域。现阶段,高容量卫星通信系统要求天线具有重量轻、可便携、轮廓低等特点,平板阵列天线则受到极大的关注。本文以卫星通信系统为应用背景,对Ku波段宽带双极化平板阵列天线进行研究,设计并研制了一种高效率、高增益、宽频带、高端口隔离度的双极化平板阵列天线。首先,根据实际使用环境要求,设计了三种不同结构的Ku波段双极化天线单元,微带贴片天线单元、喇叭天线单元和微带波导天线单元,这三种天线单元可根据实际要求组阵应用于工程中。其次,本文设计一种宽频带的同轴波导转换器,通过脊波导结构转化成矩形波导,由于对称结构有效抑制高次模的产生,实测结果表明所设计的同轴波导转换器具有低损耗特性,满足性能要求。然后,针对Ku波段高增益天线阵列要求,使用喇叭天线进行组阵,并分析了喇叭天线单元的主要电气参数。设计加载一定厚度的金属栅格,有效降低栅瓣电平。设计一种等幅同相的波导功分器,对4×4阵列天线进行实物加工,组装测试结果表明:端口隔离度优于40dB,在工作频段内驻波小于2,天线增益高于23.9dBi。最后,对8×8阵列天线进行降栅瓣处理和降副瓣处理,天线尺寸为284mm×284mm×65mm。结果表明,接收端口副瓣电平为-13dB,增益大于29.3dBi,栅瓣电平归一化值在-20dB左右;对于发射端口,副瓣电平值约为-16dB,增益最低为33.1dBi,栅瓣电平归一化值为-22dB左右,天线总效率高于66%。