本申请公开了一种圆极化频分天线装置，涉及毫米波成像技术领域，包括差分线转矩形波导结构、圆极化频分天线阵列和波导负载，差分线转矩形波导结构、圆极化频分天线阵列和波导负载沿毫米波传播方向依次排列；其中，圆极化频分天线阵列包括矩形波导馈入接口、矩形缝隙和圆极化辐射器，差分线转矩形波导结构伸入矩形波导馈入接口，矩形缝隙连通圆极化辐射器的一端与矩形波导馈入接口，任意一个圆极化辐射器至少对应一个矩形缝隙。本申请的有益之处在于提供了一种单端口差分馈电的毫米波圆极化频分天线阵列，解决差分馈电圆极化天线实现困难的问题，满足性能要求的前提下，减少天线阵列馈入信号数量，同时降低系统复杂度和成本。