随着电子科学技术与通信技术快速发展,全球卫星导航与卫星移动通信相关领域成为广大学者研究热点,天线作为导航系统与移动通信系统中至关重要的环节,日益稀缺的频谱资源与移动通信设备小型化促使天线设计向小型化、宽带化、多频复合等方向发展。螺旋天线凭借其高定向性、宽频带、良好圆极化性能在卫星导航与卫星移动通信等领域广泛应用。本文围绕螺旋天线小型化技术,简要介绍了本课题背景与研究意义,对螺旋天线研究现状及其小型化展开综述,论述螺旋天线及其小型化的基本理论,并对螺旋天线基本理论提出场特性分析与电路特性分析的思路。本文在螺旋天线及其小型化的理论基础上,基于曲流法的小型化方法,提出一种以子螺旋结构代替传统金属螺旋线结构的新型螺旋天线。该螺旋天线在保留传统螺旋天线高定向性、高辐射效率、宽频带特性与良好圆极化性能等优势的基础上,实现了 70%径向尺寸缩减,76%轴向尺寸缩减,半功率波瓣宽度展宽20%的改进。本文在上述新型小型化螺旋天线的理论与仿真基础上,为满足实际工程加工可行性与应用,基于曲流法与介质加载的方法,提出一种基于北斗卫星导航系统应用的小型化印刷方螺旋天线。本文设计并加工测试了中心频率为B3频点(1268.52MHz)、中心频率为L频点(1615.68MHz)与中心频率为S频点(2491.75MHz)三款小型化方螺旋天线,通过与传统金属臂螺旋天线做对比,在B3频段实现径向尺寸缩减35%,轴向尺寸缩减24%,相对带宽为41%的阻抗带宽,相对带宽为33%的轴比带宽,在带宽范围内增益保持7dB以上,辐射效率保持90%以上;在L频段实现径向尺寸缩减35%,轴向尺寸缩减24%,相对带宽为37.5%的阻抗带宽,相对带宽为25%的轴比带宽,在带宽范围内增益保持6dB以上,辐射效率保持90%以上;在S频段实现径向尺寸缩减35%,轴向尺寸缩减24%,相对带宽为41.7%的阻抗带宽,相对带宽为33%的轴比带宽,在带宽范围内增益保持6dB以上,辐射效率保持90%以上。本文在上述小型化方螺旋的理论与实验基础上,设计了一款多频嵌套螺旋天线,并针对嵌套螺旋耦合效应严重的问题通过去耦合结构对嵌套螺旋天线进行改进。通过对比改进前后嵌套螺旋天线,嵌套螺旋天线增益提高,改善带宽范围内回波损耗与轴比等性能。