双频双极化阵列天线的接收和发射共用一套辐射系统,可以减小体积,节约成本,也因此需要具备较高的极化纯度和收发隔离度。本文对天线的极化特性进行研究,设计了一款工作在Ku波段的双频双线极化的阵列天线。本文的主要工作如下:1、提出了一种基于两个相同待测天线交叉极化测量方法,讨论了天线的极化特性。对两个辐射特性未知、完全相同的天线,测量其共极化和交叉极化传输系数,通过对测量中的传输信道分类,并基于Friis公式计算可得到天线增益和交叉极化电平;利用MATLAB进行数据处理和辅助计算,验证了本方法的准确性。2、设计并仿真实现了一款8×8元Ku波段双频双极化阵列天线。根据系统指标要求,确定了天线单元结构,采用阶梯喇叭形式的单元,可以获得较高的增益和均匀的口径场分布;对天线单元的馈电结构单独设计,发射和接收的馈电结构位于不同层并且极化正交,提高了极化隔离度;完成了阵列天线馈电网络和整体结构的设计,馈电网络采用T型结构进行功分,利用阻抗变换和阻抗调节解决了馈电中阻抗不匹配、功率不平衡的问题。3、设计并加工测试了一款单元增益更高的4×4元双频双极化阵列天线。这款天线依然保持了较好的极化纯度和高端口隔离度。除此之外,由于单元天线增益较高,并且第一零点深度更深,对栅瓣的抑制效果也更好,同时测试结果和仿真结果一致性较好。本文设计的Ku波段双频双极化天线具有较高的极化纯度和收发隔离度,在卫星通信系统中应用前景广阔。