现代无线通信环境愈发复杂,为了拥有更好的通信质量,天线需要有宽带、宽波束和小型化等性能。对于这些需求,本文以不同的应用为背景,致力于宽带、宽波束和小型化的圆极化天线研究,提出了三款性能不同的天线,其中主要的工作内容与天线性能概括如下:首先,本文设计了一款小型化宽波束的圆极化天线。该天线的设计分成两个模块:辐射结构和馈电结构。辐射结构为基于PCB板搭建的闭合的3D螺旋环,其辐射性能等效于一对正交摆放的电磁偶极子,利用电偶极子和磁偶极子在E面和H面辐射方向图相反的性能,从而构成惠更斯源,得到宽波束性能;馈电结构基于串馈的原理,结合缺陷地结构进行小型化处理,对辐射结构进行以空气为介质的耦合馈电,最终得到了一种开口的圆环形馈电网络,其输出幅度相等,相位相差90°,从而形成圆极化。天线的圆极化工作频率为1.571-1.63GHz,在1.6GHz时,带宽内增益最大,为2.85dBi,半功率波束宽度为134°,前后比达36.5dB,3dB轴比波束宽度为130°。对天线加工并调试,测试结果达到原设计目标。其次,本文设计了一款宽带低剖面的圆极化天线。该天线的设计基于交叉偶极子结构,利用同轴线内外芯相位相反,并采用折形微带线进行移相,对四块梯形贴片进行幅度相等相位依次相差90°馈电,从而形成圆极化。首先采用普通的背腔结构地板,天线剖面为32mm,圆极化工作频率为2.12-3.55GHz,相对带宽为50.4%;再利用方形人工磁导体结构作为地板,经过仿真优化,天线的剖面降至18mm。这款天线的圆极化工作频率为2.33-3.5GHz,相对带宽达40.1%,剖面仅为八分之一个波长,宽带与小型化性能良好。最后,本文从宽带单极子天线出发,提出了一款非对称馈电的碶形宽带圆极化天线。其加工简单,使用介电常数为4.4的FR4介质板,采用非对称馈电结构,即微带馈线偏离介质板中间一定距离。这种结构使得地板的表面电流走向改变,与单极子贴片上的表面电流互相作用,增加了天线的带宽,并能适当的减小单极子贴片的结构复杂度与尺寸。这款天线的圆极化工作频率为2-3.3GHz,相对带宽为49.1%,带内半功率波瓣宽度在100°左右,最大增益为2.05dB。对天线加工并测试,结果与仿真结果基本吻合,性能良好。本文设计的天线均为小型化的圆极化天线,在小型化性能上再获得宽带或者宽波束性能,在天线设计过程中对其圆极化产生原理、测试与仿真结果进行了详细的论述,验证了以上三种天线的可靠性。