近年来,端射圆极化天线的增益增强技术受到了越来越多的关注,现有的增益增强技术会引入更复杂的配置、更大的电气尺寸以及更高的天线高度,这跟目前所崇尚的天线的小型化特性背道而驰。为了进一步得到增益增强的端射圆极化天线,首先实现平面背射圆极化天线或者波束平行于天线平面的平面双向圆极化天线,是一个极具挑战性且至关重要的难题。本文以实现具有上述特性的平面双向圆极化天线为目标,尝试一种新型的产生波束平行于天线的平面双向圆极化的方法,本文的工作主要包括以下几点:1.本文以新型的平面双向圆极化天线为目标,提出了扇形小型化平面准各向同性天线的设计方法,推导了不均匀度与扇形张角之间的关系。通过确定不均匀度小于3dB的可用张角范围,进行概念设计和参数设置研究。根据对张角为300°时的天线的研究,扇形磁偶极子既具有准各项同性的辐射特性,又满足小型化尺寸特性。2.提出了一种平面双向圆极化天线的设计方法。天线由扇形磁偶极子和两个同心圆环形电偶极子组成。首先,通过双向圆极化辐射的相位差条件确定扇形磁偶极子的张角、半径和电偶极子的馈入位置;接着,确定同心圆环形电偶极的弧长;最后,同心的圆环形寄生元件被适当地用来补偿相位和幅度差。以这种方式,只需对仅有的几个设计参数进行简单设置就可以实现主波束平行于天线平面的双向圆极化天线。经实验验证,所提出的天线在2.50GHz频段上表现出近乎完美的双向圆极化特性。3.在平面双向圆极化的基础上,进一步实现端射和背射圆极化天线。通过添加立体反射板来实现增益增强、圆极化范围提高、波束宽度拓宽的端射圆极化天线。为了实现平面背射圆极化天线,在未补偿的双向圆极化天线的基础上增加两对引向器实现对背射圆极化天线的设计,并对其进行制作和测量,验证了该方法的有效性。