多波束天线就是能从一副天线口径产生多个波束的天线系统。在卫星通信中采用多波束天线技术，单一口径就能实现天地之间的多点通信，以较高的增益覆盖较大的地面区域，并且能够根据需要调整波束形状，从而大大地提高了卫星通信的容量和效率。多波束天线在星间链路通信、数据链通信、移动通信等领域同样有着重要的应用价值。 本文分析设计了一种基于恒介电常数球透镜的毫米波多波束天线，要求天线性能好，馈源网络能够承受高功率信号，系统整体结构紧凑。基于这种要求，本文主要工作分为以下几个方面： 一.对单馈源时透镜的辐射性能进行分析，通过优化结构参数，找出透镜具有最佳辐射性能时的一组参数组合，定出透镜尺寸； 二.以单馈源时的结构参数为基础，设计多波束天线，通过调节参数使天线性能达到要求； 三.设计微带/波导过渡转换结构，作为设计馈源控制开关的基础； 四.优化铁氧体E面金属可调带通滤波器，并利用该结构设计高功率波导多工器，再以此设计多波束天线的馈源网络； 五.对系统加工实物进行实验测量，并与仿真结果进行比较，进行系统容差分析，找出误差原因，最后给出系统整体结构。