随着无线通讯技术的飞速发展,天线作为一种能够实现电磁波的发射与接收的设备,在生活中的应用变得越来越广泛,人们对天线性能的要求也在不断变高。通过合理的空间布局,共口径天线可以支持多个天线在同一天线口径内同时工作。与传统天线相比,共口径天线具有更高的空间利用率,相同频率下共口径天线占用的空间更小,能够满足系统多频工作的需求,有效提高了系统容量。本文在共口径天线多频工作的基础上,对共口径天线多频段、双极化等方向展开研究,论文的主要内容如下:首先,本文对共口径天线的发展历史和当前国内外的研究现状及研究背景进行阐述。介绍了微带天线的基本原理,包括微带天线的辐射原理,微带天线的分析方法和馈电方法。微带天线阵列的分析主要包括线性阵列,平面阵列和微带天线的馈电网络。接下来,介绍了双层微带贴片的基本辐射原理,并设计了基于缝隙耦合馈电的共口径天线单元。天线工作频率范围为2GHz～2.12GHz、2.18GHz～2.3GHz,通过缝隙耦合的方式为天线单元馈电。对共口径天线单元电压驻波比、轴比、增益等参数进行仿真。为了实现天线的高增益,在该共口径天线单元基础上,设计了一款2×2天线阵列。并根据天线阵列仿真结果,评估了相邻天线单元之间的相互影响,验证了天线阵列设计的可行性。其次,设计了一款L/S波段双圆极化共口径天线。天线使用多层板工艺,天线上层为S波段天线,下层为L波段天线。S波段天线使用单个馈电点和切角来满足天线的圆极化性能,该设计方式有效简化了天线结构。L波段天线尺寸大于S波段天线,为了避免L波段天线对S波段天线的遮挡,所以将L波段天线布置在S波段天线的下层。L波段天线采用双馈点的方式进行馈电,天线的圆极化性能通过一分二功率分配器实现。天线经过实物加工和测试,测量结果与仿真结果基本吻合,实现了双圆极化共口径天线的设计。最后,设计了UHF/S波段多频段双极化共口径天线。该天线使用多层板加工工艺,上层为S波段天线,下层为UHF波段天线。S波段天线单元采取双馈点方式进行馈电,使用两根同轴线来馈电。通过控制每个馈电口的幅度与相位,可以实现天线阵列波束偏转和广角覆盖的能力。由于UHF波段天线尺寸较大,因此将其布置在S波段天线下方。天线馈电方式为两点馈电,天线的圆极化性能由T形功分器实现。对天线实物进行加工实测,天线实测性能与仿真结果相吻合,实现了多频段双极化共口径天线的设计。