高速磁浮列车毫米波车地通信系统要求其车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点。为更好地满足这些要求，设计一种中心馈电的小型化波导螺旋阵列天线。该天线馈电系统采用同轴波导中心馈电、4路矩形波导并馈的形式，通过改变馈电波导尺寸、耦合探针长度以及末端采用波导同轴转换器等形式，实现了所有单元的等幅馈电；天线单元由低剖面螺旋天线构成，采用顺序旋转技术改善天线的圆极化性能。利用全波电磁仿真软件设计了一款中心频率为38 GHz的28单元波导螺旋阵列天线，并进行了实验测试。测试结果表明：在37~39 GHz频带范围内，天线驻波比小于1.41，增益大于21.7 dB，轴比小于3.6 dB，俯仰面波瓣宽度为4.5°~4.7°，方位面波瓣宽度为29°~29.7°，满足毫米波车地通信系统车载天线的设计需求。

设计了一种用于高功率径向线螺旋阵列天线的极化转换天线罩。利用三层介质层包夹双层金属折线，形成密封的埋入式折线栅结构。在实现圆极化与线极化相互转换的同时，又避免金属与空气接触，可以提高功率容量。分析了埋入式折线栅单元各参数的影响，并优化单元参数，以此构建埋入式折线栅极化转换天线罩并加载至X波段高功率径向线螺旋阵列天线，分析了天线的基本性能以及功率容量。仿真结果显示：天线匹配良好，增益和波束宽度变化很小，中心频率轴比由1.16 dB变为40 dB，圆极化波转换为线极化波效果良好；经初步分析，极化转换天线罩的功率容量为121 MW，实现了极化转换天线罩的高功率应用。

在研究磁探针耦合特性的基础上,设计了中心频率为4.0 GHz的3圈36单元高功率单层径向线螺旋阵列天线,各圈距中心位置分别为45,90,135 mm,单元个数分别为6,12,18.该天线采用磁探针代替电探针给短螺旋单元天线馈电,通过同轴-径向线模式转换器实现径向线TEM外行波激励,采用调整磁探针的探入深度和绕轴旋转短螺旋单元天线的方法改变单元的激励幅度与激励相位.数值模拟结果表明:该口径为324 mm的天线在中心频率上可获得21.58 dB的增益,口径效率可达78.2%,轴向轴比值为1.73;在3.8～4.2 GHz的频率范围内增益大于20.85 dB,口径效率大于73.2%,轴向轴比值小于2.0,反射系数小于0.27,辐射效率大于93%.