无线移动通信技术的快速发展,使得通信速率需求增加。低频率段越发拥挤,而毫米波频段覆盖广且带宽宽,应用前景广泛。为了满足5G时代宽带高速的无线通信需求,有必要进行宽带高增益的毫米波阵列天线的研究与设计。因此本文主要基于基片集成波导(SIW)馈电网络,进行具有创新性的三款宽带、高增益且一致性良好的毫米波阵列天线的设计。主要研究内容与创新点如下:1、首先,采用LTCC工艺设计,基于SIW馈电网络提出并实现了一种4×4 m型缝隙贴片阵列天线。m型缝隙贴片单元结构提供了良好的阻抗匹配带宽。不连续宽度的SIW结构,提高SIW到同轴的传输转换带宽。采用软表面结构的方式抑制阵列表面波,获得了 4×4 m型缝隙贴片阵列天线带宽为19.2%(34.3-41.7 GHz),阵列仿真最大增益为18.5dBi,辐射效率为83%。阵列天线副瓣电平抑制大于13.4dB,同时交叉极化低于-30dB。2、其次,提出一种L型同轴馈电的宽带、高增益4×4磁电偶极子阵列天线,可进一步提高阵列天线阻抗带宽。利用阶跃匹配方式设计宽带的SIW转同轴结构,与L型同轴探针馈电的磁电偶极子天线结合,形成宽带的SIW馈电磁电偶极子天线单元;采用介质开槽的方法进行表面波的抑制,展宽阻抗带宽,提高增益,优化阵列天线方向图辐射性能。设计的4×4阵列天线阻抗带宽为48%(25.6-34.7GHz),仿真最大增益为18.2dBi,-3dB增益带宽为42%(25.6-39.5 GHz),辐射效率为82%。天线阵列仿真副瓣电平抑制大于13dB,总体交叉极化低于-35dB。3、最后为了降低多层LTCC工艺设计的复杂性,减小加工成本,基于单层PCB结构提出一种2×4宽带SIW倾斜菱形缝隙阵列天线。通过添加非谐振长槽的方式提高子阵隔离度5dB。实现2×4阵列天线仿真阻抗带宽为22.8%(28.2-35.5GHz),仿真的增益最大值15.5dBi,辐射效率为95%,副瓣电平E面与H面抑制分别大于20dB与13dB。