随着卫星通信及移动通信的发展，圆极化天线得到越来越广泛的应用。在卫星导航定位系统中，为满足接收机的电子器件所要求的信噪比，要求天线具有较高的低仰角增益和较宽的波束宽度。在基站系统中，为得到特定的波束指向，通常采用天线阵列，这带来了尺寸较大的问题。圆极化定向波束天线单元由于其自身内在的特性可以产生偏离天线轴向的波束，不需要组阵即可得到特定的波束指向，因此具有重要的实际意义。本文主要针对宽波束和定向波束圆极化天线展开了研究分析。论文首先简述了研究背景及意义，并总结了圆极化宽波束天线及圆极化定向波束天线的国内外研究现状。然后，介绍了圆极化天线的基本理论，包括圆极化天线的辐射机理，圆极化天线的主要性能参数和圆极化天线的主要实现方式。首先，在此基础上，本文设计了两种小型化圆极化宽波束微带天线。其中，一种圆极化宽波束空气介质微带天线通过在双层短路贴片的基础上叠加一条形片实现宽带宽波束辐射。该天线在3.75GHz-4.35GHz的频带内半功率波束宽度大于120o，在3.78GHz-4.22GHz的频带内3dB轴比波束宽度大于120o。圆极化宽波束印刷微带天线通过介质穿孔技术实现单边短路，并结合小型化馈电网络保证馈电相位的稳定性以获得宽带圆极化宽波束辐射。仿真和实测结果表明，该天线在1.45GHz-1.58GHz的频带内半功率波束宽度和3dB轴比波束宽度均大于100o。其次，本文设计了一种适用于基站系统的圆极化定向倾斜波束印刷螺旋天线和一种宽带高增益圆极化定向波束微带天线。圆极化定向倾斜波束天线采用单臂等角螺旋线，通过控制最外围螺旋线的周长来得到偏离天线轴向的波束。该天线在24%的频带内波束指向均保持为23o~25o。宽带高增益圆极化定向波束微带天线通过正交混合电桥馈电实现宽带圆极化性能。该天线的轴比带宽为10.3%，增益大于8.1dBi。