随着现代通信技术的快速发展,移动通信系统对天线功能要求也越来越多样化,对天线的指标要求越来越严格。微带天线作为剖面低、重量轻、成本低等优点在现代通信系统中广泛使用。圆极化天线因其具有抗多径干扰和抗法拉第旋转的性能,在卫星通信系统中常采用圆极化天线作为收发天线。为了使地面上更广阔的区域内能接收信号,以及保证移动通信的正常进行,要求接收天线的在宽角度范围内保持良好的圆极化特性,即要求接收天线具有宽轴比波束特性。本文针对卫星通信系统对天线的要求,通过查阅相关资料,了解了具有宽带或宽轴比波束天线以及同时具有宽带宽轴比波束天线的研究现状,总结了扩展天线带宽和轴比波束宽度的方法。第二章详细介绍了微带天线的腔膜理论,包括矩形微带天线,圆形微带天线,圆环形微带天线以及加载销钉的圆形微带天线,为论文的后续仿真研究工作提供理论支撑。第三章研究了单层圆形微带贴片天线,对其的仿真结果与腔模理论计算结果一致。在圆形微带贴片天线采用加载销钉技术,通过引入混合模以展宽天线的轴比波束宽度;该天线采用双馈点实现圆极化。通过对介质板介电常数、贴片电尺寸以及销钉位置的研究,得出该天线相对阻抗带宽为0.4%,3dB轴比波束宽度大于160°。第四章是在拓宽了轴比波束宽度的基础上,采用在垂直方向上增加寄生贴片的技术引入一个新的谐振点,通过调节辐射贴片和寄生贴片的半径使两个谐振点接近而达到扩展阻抗带宽的目的。研究过程中发现天线的阻抗带宽和轴比波束宽度之间存在一定的制约关系,在HFSS软件的优化下得到兼顾带宽和轴比波束宽度的结果,该天线的相对阻抗带宽为5.3%,3dB轴比波束宽度大于140°。最后,本文中的天线馈电都为双馈点馈电,为实现工程需求,本文设计了天线的馈电网络。根据天线对带宽和轴比波束宽度的需求,设计并优化分支线耦合器,最终将分支线耦合器与天线连接并进行整体优化,实现了一种具有宽轴比波束宽度和宽带特性的圆形圆极化微带天线。