第五代（the Fifth Generation）移动通信将对人们的生活产生巨大影响,比如云技术、物联网、无人驾驶技术、虚拟现实技术等。然而随着无线通信需求的不断增长,现有的频谱资源严重短缺,5G的应用频段将扩展到毫米波段。5G通信系统的高速率、低时延等特性都需要高性能天线来实现,本论文主要研究以下四个方面的内容。第一,提出一种具有紧凑馈电网络的宽带极化可重构天线及阵列。所提出的新型微带线（MS）-缝隙（SL）-共面波导（CPW）馈电结构长度仅为0.2λ₀。通过控制三个PIN管的工作状态来改变CPW两条槽线中的相位差,可在辐射宽缝中激励线极化（LP）、左旋圆极化（LHCP）、右旋圆极化（RHCP）三种极化状态。利用此馈电网络,设计了一副工作于三种状态的2×2元极化可重构天线阵列,仿真与测试结果基本相符,阵列峰值增益可达14.7d Bi。鉴于该MS-SL-CPW馈电结构具有紧凑结构且损耗低,可在不增加阵列复杂度的情况下,将该设计用于设计更大的极化可重构天线阵列,适用于5G蜂窝基站。第二,提出了一种小型化低剖面的半模微带磁八木天线,并结合印刷电偶极子组成双极化端射天线。将微带磁引向器作为巴伦馈电网络的金属地,能够使该双极化天线排布得更加紧凑。取阵元间距0.5λ₀,设计并加工验证了1×4元双极化天线阵,能够在端射方向实现±43°的双极化波束覆盖。双极化阵列的反射系数小于-10d B频带为23.8-30.1GHz（23.7%）,覆盖n257、n258的5G频段。其剖面仅为0.09λ₀,且天线阵下方均为金属地,无需净空,易于与芯片、PCB、终端集成。第三,提出了一种具有紧凑结构的边射和端射的双极化毫米波波束扫描天线阵设计。端射单元由结构紧凑的电偶极子和半模磁偶极子组成,其单元尺寸仅为0.32λ₀×0.42λ₀,边射单元是缝隙耦合双馈宽带叠层贴片。两组呈1×2排列的端射天线阵和一组2×2元排列的边射天线阵可覆盖n257和n258的5G频段,在边射方向和端射方向均实现±45°的波束覆盖。该阵列剖面低,易于与PCB、芯片、终端等进行集成。第四,提出一种集边射和端射于一体的宽带双极化毫米波波束扫描天线阵。单元为高隔离度的双馈缝隙耦合宽带叠层贴片天线,3×3元阵列按照对角排布,阵元间距为0.36λ₀。不同相位馈电时,阵列能够在边射和端射方向进行双极化的波束扫描,并实现上半平面波束覆盖,其工作带宽为20%,能覆盖n257和n258的5G频段。该设计具有宽带、低剖面、宽覆盖范围等优点,易于与终端集成,可用于5G无线终端应用。