圆极化天线因其自身特有的极化优势而广泛应用于通讯、广播、导航、雷达和微波输能等领域。而随着各领域的发展,对天线的性能也提出了更高的要求。低剖面天线不仅从空间高度上降低结构尺寸,还能更好的与通信平台实现共形,其具有的小型化和共形能力有利于提高系统的机动性和灵活性。宽波束圆极化天线借助优越的波束宽度,以最大化其信号接收范围,实现广角范围内的通信,保证在各个方向的通信可靠性。本文围绕圆极化这一核心关键词,对如何实现宽波束进行探索,从理论出发,设计了三款低剖面宽波束圆极化天线。第一章主要介绍了低剖面宽波束圆极化天线的研究背景,对圆极化天线应用进行了简要的回顾,对宽波束圆极化天线的多种实现方法进行阐述与讨论。第二章为本文的理论基础,首先对低剖面微带天线的工作原理以及馈电方法进行了分析,其次,对圆极化波的特点以及圆极化天线的主要实现方法进行了简要介绍。第三章提出了一种基于开口波导的圆极化天线单元,利用刻蚀在矩形波导上下宽边的两个呈180°旋转对称的缝隙,激励起与波导天线固有极化分量正交的极化分量,以一种新颖的方式实现了宽轴比波束的圆极化辐射。第四章提出了一种缝隙耦合馈电的天线,米字型缝隙与圆环形微带馈电线的设计形成了多个缝隙耦合馈点,在通过天线本身结构来实现圆极化的同时,馈电更加均匀,使得方向图有更好的对称性,并基于该结构提出一种与太阳能电池集成的太阳能天线。第五章提出了一种工作在WIFI频段的新型宽波束全极化整流天线,通过双端口馈电实现了双圆极化。理论上,由于双圆极化的天线可以通过它的两个端口接收所有极化的入射波,并且天线所拥有的宽波束允许获取较大范围内的射频能量,上述两种性能使得天线能捕获更多的环境射频能量,改善整流天线的性能。本文完成了几款可适用于不同的应用场景的圆极化天线设计,对每款天线进行了原理分析、仿真设计以及实验验证。这些圆极化天线结构简单,实现了低剖面、宽波束的性能要求。