随着第五代移动通信标准逐渐浮出水面,工作频段呈现高频化、毫米波化的发展趋势。作为通信系统中收发信息的关键部件,天线也正在向着小型化、可重构、多频段、多极化的方向发展。同时采用多个不同频段天线来满足多频通信要求的传统天线设计/集成方式,不仅会带来整个系统体积、功耗与复杂度的提升,还会造成成本的增长,从而降低产品的最终竞争力。同时,天线间的互耦现象也会随着天线数目的增加而变得复杂,增加了天线子系统的整体优化难度,而具有多频工作特性的单天线设计方式成为解决这些问题的有效手段之一。论文工作以5G标准中毫米波无线通信应用为研究背景,以多频段谐振式缝隙阵列天线为主要研究目标,以新型基片集成技术为具体技术手段,针对24/34 GHz频段平面缝隙阵列展开研究工作。具体研究内容包括下述两个方面:1.首次提出了一款基于基片集成同轴线技术的横缝谐振式阵列天线。天线工作在34 GHz,辐射单元采用谐振式横向缝隙,馈电网络采用切比雪夫幅度分布,天线在E面和H面均具有较低的副瓣。此工作的创新之处在于,成功地解决了波导结构中由于导波波长大于自由空间波长而产生栅瓣致使波导宽边横缝天线难以实现的问题。天线样品的测试结果与仿真数据的良好吻合,验证了设计方法的正确性与实现手段的可行性。2.基于上述横缝谐振式缝隙天线阵列,首次提出了一款基于基片集成同轴线技术的双频双极化缝隙阵列天线。该天线由两组工作在不同频率且具有正交极化方式的纵/横缝隙一维阵列以交指方式组合而成,藉由同相锥削幅度分布的馈电网络,实现了低副瓣、高极化隔离度与高端口隔离度的电气特性。设计方案仿真结果与样品测试数据的良好吻合,验证了研究思路的正确性与实现方式的可行性。