21世纪是一个信息化的时代,卫星与移动通信得到了飞速的发展,天线作为通信系统不可或缺的前端器件,也遇到前所未有的挑战。卫星以及雷达系统要获得良好的宽角圆极化覆盖,就需要首先设计波瓣较宽、圆极化性能良好的阵元天线。本文以星载与雷达天线为研究背景,主要对微带天线的宽波束和圆极化特性进行展开讨论,并基于微带天线的易集成性与十字交叉振子的宽波束特性设计了一种宽带宽角圆极化微带天线单元,并在最后分析其在小型阵列中的应用。论文的主要内容包括:第一章简要介绍了宽波束天线的研究背景及意义和国内外研究进展,同时总结了近几年宽波束天线方面的相关研究展示了宽波束天线的最新研究成果。从宽波束的实现方法入手,结合最近参考文献介绍了几种常见的实现宽波束天线的方法。第二章主要介绍了微带天线的三种分析方法理论、天线圆极化以及宽波束的相关理论知识,并且总结了近几年在文献中出现的实现微带天线宽波束、圆极化特性的手段及方法。第三章首先介绍了十字交叉振子天线的宽波束原理,在此基础上设计了一种工作于Ku波段的十字交叉微带振子天线。基于微带天线和十字交叉振子天线的工作原理,利用微带天线的多层介质结构,实现了工作于12.5GHz-15.5GHz的宽带宽角圆极化微带天线单元的设计,E、H面方向图的3dB波束都大于120°,并且具有良好的圆极化特性,最后分析了天线主要结构参数对于性能的影响。第四章首先引入了天线阵列的基础理论知识,以此为基础来分析十字交叉微带振子天线在2×2、8×8的方阵中的辐射特性,研究阵列在扫描角度增加到60°时辐射性能的变化情况。最后根据实际情况对8×8的天线阵列进行实物加工。第五章对全文的工作进行了总结,针对本文的不足对将来工作提出了新的要求和展望。