多波束天线在卫星通信、雷达制导、电子对抗等诸多领域有着广泛应用。特别是,近年来随着5G通信技术的研发,Massive MIMO技术是实现5G通信的一种有效解决方案。因此,长期以来,国内外的学者一直都对多波束天线有着很大的研究热情。多波束天线有三种常见类型:相控阵天线、抛物面反射阵天线和透镜天线,三种天线各有优缺点。相比较而言,多波束透镜天线在毫米波频段具有体积小、成本低、工作频带宽、波束覆盖范围广且波束一致性好等优良特性因此倍受天线设计人员的青睐同样也是本文的研究重点。本文主要研究的是一种新型的Ka频段双圆极化多波束集成透镜天线,提出了一种中心工作频率在30 GHz的小型化的、结构简单、易于工程实现的双圆极化高效馈源天线,并在此馈源天线的基础上设计了一个17波束的双圆极化馈源阵列。单波束馈源天线与多波束馈源阵列均具有良好的宽频带特性,轴比带宽为42.77%。透镜天线采用Teflon材质均匀介质球透镜,借助专业的高频仿真软件HFSS分别优化设计了Ka频段双圆极化单波束透镜天线和Ka频段双圆极化多波束透镜天线。单波束与多波束透镜天线的增益在工作频段中在21.85–25.45 dBi的范围内变化。进一步,本文对集成透镜天线的移相馈电网络关键部件进行了研究,提出了一种具有相位可重构功能的功分器。该功分器可以实现一分二的两路输出,通过控制每一路加载的变容二极管两端的电压大小来控制功分器的两个输出端口的相位差变化,在频段27.5-28.5 GHz可以实现-40°-+40°的相位变化。同时,可以保持两个输出端口较小的插损幅度差。