随着信息技术的不断发展,通信业务的不断拓宽,卫星移动通信作为全球通信系统中的一环有着越来越重要的地位。同时,通信设备的升级和频谱资源的稀缺使得多频复合天线成为了理论研究和工程应用的重点。螺旋天线结构简单易实现,拥有较高的增益和良好的圆极化等性能,因此被广泛地应用在通信领域中。通过径向的组阵或者轴向的嵌套等方式,可将螺旋天线用于多频高增益通信系统中。本文综述了卫星通信天线的研究现状和圆极化天线的应用前景。并对螺旋天线的基本结构、数学表达式、辐射模式等做了研究和总结。探讨了复合天线的相关理论,包括阵列天线理论、功分器理论、螺旋天线的嵌套原理等。基于轴向模螺旋天线的基本原理和复合天线相关理论,本文设计了一种宽频带、高增益、圆极化的卫星通信终端天线,工作于UHF和S两个频段。根据螺旋天线的特点,采用两种方案来实现天线的双频复用:第一种是阵列型,即S频段4元螺旋阵列天线与UHF频段短螺旋天线组合;第二种是嵌套型,即外圈UHF频段天线与内圈S频段天线组合,用电磁仿真软件Ansoft HFSS对两种方案分别进行建模和仿真。由结果分析可知,阵列型天线间的互相影响严重,天线的性能损耗比较大,并且在有限空间内理论上难以改进,工程上无法满足一般项目要求。嵌套型天线性能良好,天线间的互相影响较小,天线的损耗主要体现在S频段增益的降低,结构简单、无馈电网络插损,而且有很大的改进空间。最后对嵌套型复合天线进行改进,主要改进了受耦合影响比较大的S频段的增益。文中提出了三种改进措施:改变螺旋天线结构、顶部加载金属板、改变地板结构。对每种措施改进前后的增益进行对比,相对于原天线,S频段增益分别提升了8.4%、3.2%、6.3%。最后综合三项措施,设计了一种改进的UHF/S双频复合卫星通信天线,利用HFSS建模和仿真。从仿真结果来看,改进后的嵌套型复合卫通天线实现了宽频带、高增益、圆极化的性能,S频段增益相较于改进前提升了15.1%,效果很明显。