随着频谱资源的不断开发和使用,宽带、小型化与双极化等技术在未来无线通信系统中变得越来越重要,尤其在卫星通信、电子对抗等国民经济和军事应用领域。为此本论文主要对应用于双波段双极化天线阵的介质谐振器天线(Dielectric resonator antenna简称DRA)、圆极化介质谐振器天线阵作了一些较为深入的研究工作,同时,本文还对共口径双波段双极化阵列天线作了一些研究。本文主要包括以下几方面内容:第一,研制了高隔离度双极化介质谐振器天线。文章详细介绍了双极化DRA的设计,探讨了DRA形状、大小等参数对天线性能的影响,考察了平衡馈电激励方式在改善天线交叉极化指标方面的作用,并对平衡缝隙馈电进行了参数研究。加工了实验天线,其实测的水平和垂直极化阻抗带宽(S11≤-10dB)分别达30.43%和28.07%,而实测隔离度在5.8~8.0GHz带宽上大于39.93dB,居当前国际先进水平。第二,本章介绍了一种新型圆极化低副瓣介质谐振器天线阵,采用不等幅馈电网络实现了天线方向图的低副瓣,该馈电网络在很宽的频带上具有良好的阻抗匹配、功率分配和90°移相性能。对天线的性能进行了仿真研究,给出了驻波曲线、轴比曲线和辐射方向图,结果表明该天线阻抗带宽达到6.03%(VSWR≤2),覆盖了6.66-7.07GHz的频率范围,天线的轴比带宽为6.91%(AR≤3),天线增益在较宽的工作频带上大于11.7dB,天线副瓣电平达-20dB,基于上述优点,该天线在卫星通信系统中具有很好的应用前景。第三,介绍了一种新型的Ku波段双频双极化微带天线单元及其阵列设计。该阵列为多层结构,单元形式采用叠层的方形贴片形式,实现宽带双频的性能。不同极化的馈电网络设置在不同的介质层,实现高极化隔离和低交叉极化特性。16×16元子阵仿真与测试结果表明;水平极化和垂直极化端口相对阻抗带宽(VSWR≤2)分别达14.28%和16.6%,双极化端口隔离度优于33.3dB。该子阵在工作频段内增益大于27.67dB。