具有波束扫描功能的阵列天线就是相控阵天线，双极化天线与相控阵天线结合就形成了双极化相控阵天线。本文主要针对Ku波段双极化相控阵天线的需求，采用理论分析和经验参数优化的方法，研究并设计了几种双极化相控阵天线单元。使其满足尺寸小、宽波束和低副瓣电平等技术指标。创新性地将波导天线与Vivaldi天线相结合，形成双极化加脊波导天线，具有明显的实际工程意义。本文的主要研究内容如下：首先，介绍了相控阵天线的基本原理、电特性、天线单元选择方法以及分析方法等理论知识，从理论上分析并讨论了相控阵天线单元的设计思路与一些重要参数的计算依据。其次，根据Ku波段双极化相控阵天线单元的设计指标，通过电磁仿真软件FEKO，设计了蝶形天线单元、Vivaldi天线单元及加脊波导天线单元，并研究了各天线单元的双极化设计方法。采用了控制变量、逐点寻优的方法，最终详细地给出所设计的各天线单元具体设计方法和结构参数。最后，在Feko软件中仿真了蝶形天线单元、Vivaldi天线单元及加脊波导天线单元，分别给出各单元的方向图、电压驻波比、隔离度等天线电特性的仿真结果。并且根据仿真结果，发现加脊波导天线单元具有很宽的波束宽度。根据之前的仿真模型，对该波导天线单元进行了实物加工，在微波暗室中进行了测试。