毫米波多波束扫描天线在诸如国防军事、卫星导航以及现代无线通信等领域有着非常广泛的应用。本论文提出了一种基于均匀介质柱透镜的大角度多波束扫描天线。具体研究工作如下：(1)采用射线追踪法建立了水平极化均匀介质柱透镜天线及其改进结构的几何模型,并进行了聚焦特性的研究；分析选取了平面渐变槽天线作为水平极化馈源；采用全波分析电磁软件CST研究了一些关键参数对单波束水平极化柱透镜天线性能的影响；对单层柱透镜天线进行阻隔效应的研究,得到单个天线可以实现1200到150°的扫描范围；最后将三个相同的介质柱透镜天线上下层叠使用,每个覆盖120°的扫描范围,从而实现全向扫描；设计了实现自动扫描的电子开关的外围隔直流电路以及直流偏置去耦电路。实测结果显示,单层介质柱透镜天线最大值浮动范围在1dB以内,各个扫描波束的旁瓣水平在-13dB～-15dB之间。(2)采用竖直放置的渐变槽天线作为垂直极化馈源研究了单波束垂直极化柱透镜天线的聚焦特性；提出了在柱透镜前端引入一个圆锥形喇叭开口控制俯仰面的波束宽度；创新性地提出了一种新型垂直极化馈源-渐变槽天线,并进行了聚焦特性、阻隔效应的研究,验证了该馈源也能实现多波束扫描,能满足垂直极化柱透镜天线的性能要求。