本发明提供一种基于谐振模腔辐射的Ka波段双极化天线单元结构，包括：垂直极化馈电波导，水平极化馈电波导，耦合缝隙，谐振模腔及辐射缝隙，所述的垂直馈电波导和水平馈电波导使电磁波形成受约束的电磁波，并在耦合缝隙处耦合，进一步通过耦合缝隙耦合至辐射缝隙，谐振模腔与垂直极化馈电波导和水平极化馈电波导通过正交馈电实现双极化天线。本发明在双极化天线结构中引入谐振模腔辐射，可以降低天线的结构复杂程度，提高天线的性能，谐振模腔的引入同时减少了一级馈电网络，降低了馈线的整体损耗，同时保证了阵列的整体带宽。实现双极化，具有传输损耗小、回波损耗高、工作带宽宽、装卸容易、一致性好、便于加工的优点。