卫星通信因为其覆盖范围大、通信距离长、抗地面环境干扰等特点而广泛应用于社会的各个领域。天线作为通信系统中至关重要的一环,相关的研究也越来越受到关注。现代通信系统朝着高集成度的方向发展,而天线方面也力求在有限的面积下实现更为复杂的功能。如何在有限的面积内实现圆极化、多频率、波束扫描等功能成为了天线研究的热点问题。共口径相控阵天线在具备扫描能力的同时能够显著的提升口径利用率,而通过线圆极化栅的加载实现极化变换,能缓解天线阵面结构密度大、圆极化实现困难等问题。本文对应用于K/Ka频段卫星通信的线圆极化栅、相控阵天线及两者的协同设计方法做出了研究:（1）针对基于金属条带的K/Ka双频线圆极化栅进行了研究。首先设计了一款在两个频段具备相异转化特性的极化栅,通过其单元拓扑与等效电路模型进行工作机理上的分析,然后结合分析进行设计和优化。最终在两个频段内都实现了较低的插损与较好轴比性能。接下来设计了一款在两个频段具备相同转化特性的极化栅。从两个维度的等效电路出发,采用多谐振结构使其在传输特性上呈现互补趋势,在具备异频相同转化特性的同时拓展了带宽。并运用谐振结构小型化、去对称化等方式解决了谐振结构多、布局密度大的问题。最终用单层结构实现了两个频段相同特性的线圆转换并具备了较宽的工作带宽。（2）针对极化栅加载的K/Ka双圆极化共口径相控阵天线进行了研究。首先单独设计了具备双频大角度扫描能力的线极化相控阵天线。然后其与极化栅进行组合,形成极化栅-空气-天线的串联微波网络。着重分析链路中不同模式的传输与反射情况、对整体组合进行协同设计。再运用子阵化的联合仿真手段进行验证和优化。另外为了拓展天线与极化栅组合的角度扫描范围,本工作设计了适应不同角度入射的极化栅单元并进行分区组合,结合近场的场分布利用算法设计分区方案。最终加工了K/Ka频段极化栅与线极化天线阵的组合,并利用耦合馈电的方式加工了多组微带线馈网以测试扫描情况下的性能。