近几年来,随着智能手机等无线终端设备的普及,人们对无线通讯也提出了更高的要求,如:功耗低、传输速度快、体积小等。在集成电路线宽向着65nm发展的今天,大部分射频电子元器件都能在集成电路上实现,如:电阻,电容,传输线等。但是作为自由空间与导波装置之间连接元件的天线却还未能达到集成化制造的程度。天线是整个无线通讯系统中尺寸最大的一个,天线性能的好坏影响着移动设备的功耗、传输质量等功能。同时,由于卫星通信的发展和无线电频道的日益拥挤,无线电技术朝越来越短的毫米波、亚毫米波方向发展。在毫米波波段,波长变短,对加工精度的要求也相应的提高了,传统的精密机械加工已经不能满足这样的高精度要求了。因此,集成化的天线设计以及高精度的天线加工技术成为研究人员关注的重点。MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)微细加工技术是半导体平面加工技术,MEMS微细加工具有微米级的加工精度,完全能够用于集成化毫米波天线的加工。本文在振子天线、贴片天线基本理论的基础上,结合三维非硅MEMS微加工工艺的高精度、可立体加工、高集成度等特点,采用在加入耦合缝隙及悬空辐射部分等结构以增加馈电与辐射部分的电磁耦合的方法,提出了三种MEMS毫米波天线,使用有限元仿真工具,对每种天线设计进行了系统全面的仿真,并最后确定了天线尺寸参数,并对部分设计进行了加工制作。设计一为蝶形振子缝隙天线,将振子天线与蝶形天线相结合,综合振子天线高增益与蝶形天线宽带宽的特点。在设计中使用与贴片互补的缝隙作为辐射部分,缝隙与贴片在辐射上具有相同的功能,但使用缝隙辐射能增加设计的灵活性,如在此设计中缝隙辐射与共面波导(CPW)能更容易的连接。并讨论了CPW两种馈电方式(容性耦合与感性耦合)的特点,最后得出了如下结论:组合天线的性能得到了提高,感性耦合时的组合天线的带宽特性较好,从振子天线的5.9%提高到10.32%;容性耦合时增益特性较好,从振子天线的3.19dB提高至6.27dB。设计二为CPW馈电缝隙耦合蝶形天线,利用MEMS微加工的高精度,在CPW馈电平面引入耦合缝隙,而这在传统天线加工中是很难实现。耦合缝隙的存在改变了表面电流分布,使电流沿着缝隙边缘流动,因此馈线与辐射源的电磁耦合效率得到提高,辐射效率也得到了相应的提高,仿真结果表明,天线中心频率为35.5GHz,增益6.38dB,驻波比1.5时带宽为1.22GHz,比传统的蝶形贴片天线的带宽要宽。设计三为悬空二元微带二元振子天线,利用三维非硅微加工的立体加工能力,将辐射单元悬空一定高度,达到CPW耦合馈电部分与辐射部分相隔离,在提高耦合效率的同时也不降低辐射效率,得到天线34.90GHz时的增益为9.61dB,驻波比1.5时带宽为1.70GHz。设计中还给出了天线的等效电路图,从原理上说明了设计的正确性。结合微加工,并制作了样品,给出了进一步修改方法。所设计的辐射单元已能满足毫米波通讯的要求。