无线信息技术的发展对于通讯系统的性能提出了越来越高的要求。多功能及其集成化是目前通讯系统的发展趋势。通讯系统性能的提升对天线设计提出了更高的挑战。在此背景下,通过在同一辐射口径内集成不同性能的天线或者采用相邻天线共享部分辐射单元的方法来实现多通道或多功能子集系统融合的共口径天线对于解决通讯系统多频段、多极化、多波束以及集成化等需求有着显著的优势和广阔的应用前景。本文对共口径天线的研究动态进行了总结,并针对实际工程中面临的问题,如低剖面、高增益、宽频带、多极化、多频段、阵列宽角度扫描等进行了深入研究。基于特征模理论（Characteristic Mode Theory）,从天线辐射的本质机理出发,提出了一些创新技术手段。主要的研究内容可以归纳为如下几个方面:（1）针对天线多频段、多极化、低剖面和高增益的需求,本文基于特征模理论研究并设计了一款低剖面定向双频双极化共口径天线。首先从基本领结天线出发,基于特征模理论研究并设计了工作在低频的改进型领结天线,进而将高频辐射单元垂直嵌套于改进型领结天线所在的辐射口径内从而形成双频双极化共口径天线。随后针对天线低剖面和高增益之间的矛盾,采用人工磁导体材料（Artificial Magnetic Conductor,AMC）作为共口径天线的反射面,实现了低剖面定向双频双极化辐射特性。所提出的天线在两个工作频段内辐射性能稳定,具有一定工程应用价值并为更复杂结构的双频双极化共口径天线打下了基础。（2）针对天线多极化、宽频带的工作性能需要,本文基于特征模理论,研究并设计了一款宽频带共口径双圆极化超表面天线。首先通过特征模理论分析了超表面的模式特征,进而设计了交叉L探针馈电结构激励起两个所需辐射模式,并且由于超表面的结构对称性以及馈电结构本身自带90°相移,天线具有双圆极化特性。随后为了进一步拓展带宽,采用辐射贴片共享的方法进行组阵形成共口径天线并采用旋转相位对其进行馈电,测试结果表明所设计的共口径双圆极化天线实现了44.4%的双圆极化工作带宽,带内最高增益8 d Bic。与同类型设计相比,所提出的宽带双圆极化共口径天线在带宽和极化多样性上具有明显优势。（3）针对阵列宽角度扫描工作的应用,本文基于特征模理论研究并设计了一款共口径宽角度扫描阵列。众所周知,随着阵元间距的减小,阵列扫描角度会增加,但因此也会导致阵元之间互耦增强从而使得阵列的性能变差。针对这一问题,本文采用特征模理论研究了E型超表面,并通过分析模式特征电流分布设计馈电结构激励起E型超表面的辐射模式,进而采用辐射贴片共享的方法进行组阵。由于E型超表面的结构周期特性使得整个阵列的辐射单元之间间距不明显,形成共同享用同一个辐射口径的整体辐射结构,即共口径阵列,从一定程度上解决了阵元间距和扫描角之间的矛盾。测试结果表明阵列扫描能力得到明显提升,在工作频带内阵列的扫描角度可以达到±60°,具有很好的工程应用价值。（4）针对阵列天线多极化扫描需求,本文采用前一部分研究设计的双圆极化超表面天线单元,通过辐射贴片共享方式设计了一款共口径双圆极化扫描阵列。所设计的阵列天线结构简单紧凑,扫描角度可以达到±30°。且阵列在扫描过程中左/右旋圆极化轴比均在3-d B以下,保持了良好的双圆极化特性,具有一定的应用前景。