倒置背腔式缝隙天线具有尺寸紧凑、效率高、耦合小等优点，已经广泛应用在相控阵、卫星通信等系统中。本文以倒置背腔式缝隙天线为研究对象，设计出了双频双圆极化天线和Y形一体化分集天线，为无线通信系统提供了紧凑型、高性能的天线设计方案。同时，针对多天线系统中天线之间的耦合问题，设计了四种降耦结构，有效改善了天线的性能。本文的具体工作如下:　　(1)根据卫星通信中对通信容量的要求，以实现双频带和双圆极化工作为目标，基于倒置背腔式缝隙天线，采用双线极化单元、单馈电形式的馈电方式提出了一种紧凑型多天线设计方案，在12GHz频带和14GHz频带内具有较宽的带宽和良好的圆极化特性。在上面设计的基础上，采用连续相位旋转的馈电方式，设计了一个小型双频双圆极化阵列，在两个工作频带内均具有良好的圆极化特性，且带宽和增益都有所增加。上述天线结构简单、性能良好，在卫星通信中具有广阔的应用前景。　　(2)针对无线通信中存在的由于多路径效应导致的小尺度衰落问题，本文基于双馈电倒置背腔式缝隙结构，设计了一种Y形一体化分集缝隙天线。该天线具有较宽的带宽、较高的端口隔离度以及良好的分集特性。　　(3)天线耦合问题一直是多天线系统中的研究热点，为了缩小单元尺寸，增加系统集成度，天线常常印制在高介电常数的介质基板上，然而采用该方式同时会带来天线带宽变窄和耦合增大等问题。本文基于倒置背腔式缝隙天线，首先设计了一种简单、高效的寄生贴片降耦结构，改善了天线的耦合和辐射性能;然后基于U形寄生贴片降耦结构和矩形寄生贴片降耦结构，设计了两种新型的寄生贴片组合降耦结构，进一步提高了天线的隔离度;最后综合寄生贴片和去介质的两种降耦方法，提出了一种新型混合方法降耦结构。