双极化微带天线不仅具有体积小、重量轻、易于共形等优点，此外还能同时发射两个互不干扰的正交极化电磁波，承载双倍信息量。近年来，双极化技术已成为孔径合成雷达、全球定位系统以及卫星通信系统等诸多领域的一个研究热点。展宽带宽、提高隔离度以及降低交叉极化是双极化微带天线设计的重点和难点。本文在叙述微带天线和阵列基本理论及双极化技术基础上，对双极化微带天线及阵列进行研究。采用了电磁仿真软件HFSS对天线单元和阵列进行了仿真设计。全文的主要内容如下：1.在基本原理讨论的基础上，重点研究了双极化微带天线的设计方法，提出了Ku波段的缝隙耦合馈电的双极化微带天线单元。天线单元采用H形缝隙耦合结构且缝隙成T形放置，寄生贴片的引入展宽了带宽。该天线具有了良好的端口隔离度和低交叉极化电平。2.在单元设计基础上，设计了2x2四元以及4x4十六元的双极化面阵，阵列馈电网络采用并联馈电方式。最终优化结果符合设计天线所有的性能指标。3.此外，本文还提出了一种双频双圆极化微带天线，可覆盖GPS卫星的L1和L2两个信号以及北斗卫星的下行信号。首先介绍了圆极化天线的实现方法，设计了基于同轴馈电的双频圆极化天线，利用双层方形辐射贴片，用空间正交的两组双馈点探针馈电，馈电网络采用威尔金森功率器来获得等功率分配，并实现的90度相位差。从仿真的结果来看，工作在1.25GHz和1.6GHz的双频圆极化天线具有良好的双频特性和圆极化轴比带宽。