本文致力于研究偶模环形天线中本征模式的性质,对偶模环形天线中的一阶偶模(基模)与三阶偶模(高次模)进行数理分析,提出偶模谐振下的环形天线具有辐射双频固有圆极化波的特性,并对偶模谐振的双频圆极化环天线的设计方法进行分析。主要工作包括:1.论文从经典环形天线理论出发,对偶模环形结构天线进行模式分析,建立方环天线等效源模型。根据其电流分布及其自然边界条件,结合经典天线理论知识,分析推导出基模和高次模的总场分布公式,初步验证了基模和高次模的辐射特性及圆极化特性。2.由偶模环的自然边界条件确定馈电的结构,为了与环形天线的自然边界条件模式匹配,在环形结构的对角线上放置一个电小尺寸的振子,激励起基模和高次模;同时在环形结构上添加调谐枝节,灵活扰动高次模的谐振频率。使用数值仿真软件建立天线模型进行仿真计算,分析轴比、方向图等主要性能,与理论推导结果对比。找出能够影响圆极化性能以及双频比的重要参数,优化设计出性能最优的偶模谐振的双频圆极化环天线。3.在上述设计的偶模谐振双频圆极化环形天线的基础上,本文进一步讨论定向辐射的圆极化天线的设计。主要的设计方案是在天线的背面添加一个金属反射板,然后利用仿真软件HFSS进行仿真分析,优化天线参数,并制作天线实物。最后用微波暗室和矢量网络分析仪对天线的辐射性能进行了测量,实测结果很好的验证了偶模双频圆极化天线理论的正确性。天线基模的阻抗带宽为40%,轴比相对带宽达到5.5%;高次模的阻抗带宽为14%,轴比相对带宽约为1.4%。两个频段都具有定向辐射圆极化的特性。