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小型化、多功能化、高密度集成化已经成为现代通信技术的典型特征。天线作为通信系统中的重要组成部分,也面临小型化、多功能化、高密度集成化等挑战。共口径天线旨在将多个功能不同、频段不同、应用场景不同的天线放置于同一个口径面内,大幅度减少天线占用的面积。天线同时还需要具有较低的剖面以实现整个系统体积的小型化。本文基于不同应用背景,针对共口径天线展开研究,研究内容分为以下三个方面:1)针对未来5G通信中Sub-6G和毫米波频段,提出了一种小型化、高隔离度、高口径利用率的3.5GHz/38GHz的大频率比共口径阵列天线。在辐射器设计方面,为了实现高口径复用率,毫米波频段的基片集成背腔缝隙阵天线完全复用为Sub-6G的小型化短路贴片天线,同时封闭的基片集成波导腔可有效隔离双频辐射器之间的耦合。在馈电结构设计方面,Sub-6G小型化短路贴片的短路结构被复用为毫米波天线的馈电结构,不仅提升了布局密度,同时保证整个高频结构是全封闭的以进一步提升通道隔离度。加工实测结果证明该异频共口径天线可有效减少占用面积75%以上,并且能够实现大于70dB（@Sub-6G）和40dB（@毫米波频段）的通道间隔离度,可支撑5G应用中Sub-6G频段和毫米波频段同时工作。2)针对跳频抗干扰雷达军事应用,提出了一种超低剖面、波束可二维大角度扫描的S/X波段双频同线极化中等频比共口径相控阵天线。在阵列拓扑设计方面,S波段天线单元采用了三角布阵、X波段天线单元采用了方形栅格布阵。该布阵方式可实现双频天线单元布阵间距接近半个波长,从而满足双频天线波束可二维大角度扫描。在辐射器设计方面,为了实现超低剖面性能,X波段贴片天线复用为S波段蘑菇状人工电磁辐射结构,通过馈电结构融合设计使得天线整体剖面小于0.04λ0（λ0为S波段中心频率处波长）。基于多层印制电路板（Printed Circuit Board,PCB）工艺加工了天线样品,实测结果表明,该天线在扫描增益掉落5dB的范围内,S/X波段均可以实现±50°的波束扫描范围。3)针对毫米波高通量卫星通信系统,提出了一种高隔离度、波束可二维大角度扫描的K/Ka双频双圆极化小频率比共口径相控阵天线。在阵列拓扑设计方面,双频天线不同拓扑混合排布,进而优化得到最优化混合拓扑以实现两个频段单元布阵间距接近半个波长。在辐射器设计方面,基于基片集成背腔贴片天线,通过镂空低频贴片天线电场较弱区域,并将之替换成高频贴片天线,实现双频辐射器高密度布阵。基于多体多模去耦原理,实现高密度布阵下双频贴片辐射器正常工作且相互隔离。在组阵形式方面,通过旋转馈电配置,改善了阵列天线轴比性能,拓展了阵列天线轴比带宽。仿真结果表明,该天线可实现大于20dB（@K/Ka波段）的异频通道间隔离度,同时K/Ka频段天线都可以实现±50°的波束扫描范围和大于1GHz的绝对工作带宽。