天线是射频系统最重要的部分之一,承担整个系统收发电磁波的任务,可以说天线“能不能用”、“好不好用”,对整个射频系统的性能有很大的影响。传统设计中,天线与上级电路之间需通过连接器连接。连接器体积大,引入了不必要的损耗,导致系统阻抗牵引,可以说导致了众多问题。在低频段,上述问题尚不十分明显,然而目前新兴需求不断出现,高频段、线已成为研究重点,随着频率的增高,空间利用率低、损耗大等问题已经无法忽视,对天线性能、设计影响很大。因此,有必要研究一种新的架构,使天线可以方便地集成在系统电路之上,从根本上消除连接器设计的种种不利影响,极具价值。基于这一背景,本文的主要内容与创新点概括如下:1.考虑到对高密度集成的高频天线及其阵列设计的需求,高频天线如何同时实现高性能和集成化已成为关键问题。针对这一问题,本文基于传统口径耦合馈电技术进一步研究,对耦合缝隙进行优化,提出了函数曲线过渡的低不连续性耦合缝隙,并以U形馈线配合,有效提升天线的带宽和增益,实现高频天线高性能。本文同时着眼于集成化馈电技术,提出了转接板结构,不仅实现了集成化馈口转接,而且为阻抗匹配提供了空间,辅以特别设计的垂直馈电结构,使单元可以直接封装在系统板之上,从而消除连接器的众多不利影响,实现了高频天线集成化。基于以上研究,本文设计了一款K波段可集成层叠微带贴片天线单元。该单元尺寸为7.2mm×7.2mm×4.37mm,相对带宽约为14%（18.7-21.5GHz）,最大增益约为5.6d B。面向阵列化应用需求,本文设计了一种高隔离度四端口馈电网络,并基于此组成了2×2天线阵列,相对带宽约为14.3%（18.9-21.8GHz）,最大增益约为10.8d B,各单元间隔离度在整个频段内均低于-15d B。2.圆极化天线具有多种优良特性,应用场景广泛。面向需求,本文研究了具有双层圆形贴片的辐射单元特性,有效提高了轴比带宽;同时加入了基于多层PCB三维堆叠的空气腔结构,有效降低介质损耗,优化了增益;最后研究了双探针馈电特性,并辅以内嵌式3d B耦合器,有效保障宽带等幅90°相位差馈电。基于以上研究,本文设计了一款K波段可集成圆极化层叠微带贴片天线单元。该天线单元尺寸为7.2mm×7.2mm×3.77mm,在阻抗相对带宽约为19.5%（18.5-22.5GHz）,轴比相对带宽约为14.5%（18.8-21.7GHz）,最大增益约为5.2d B。基于单元和四端口馈电网络,组成了2×2天线阵列,阻抗相对带宽约为20%（18.5-22.6GHz）,各单元间隔离度在整个频段内低于-17.5d B,轴比相对带宽约为13.3%（19-21.7GHz）,最大增益约为11dB。