近年来,阵列天线在射频识别、安全检查和医学等领域中的近场应用越来越广泛。本文主要从事近场应用阵列天线研究,导入了信号传输过程中的符号间干扰理论,确立了近场应用阵列天线的新设计技术指标,并且在X波段具体设计了一种具有较好近场聚焦性能的四角馈电双层波导缝隙稀疏阵列天线。首先,本文介绍了天线辐射场的基本理论、近场与远场区域划分、以及近场应用天线性能的基本评价指标,除波束宽度、副瓣电平、回波损耗、增益等传统指标外,基于近场应用阵列天线产生的多径效应,还特别提出了需要分析无线信道的符号间干扰特性,并确立了其计算表达式。其次,本文介绍了采用大规模平面阵列天线的毫米波段近场无线接入系统,它可作为一种为5G实现虚拟小区的解决方案。通过对系统采用不同口径阵列天线时实测所得到的电场强度、信噪比和误码率等结果的分析,得出了无线信道中符号间干扰产生的主要因素,并验证了符号间干扰计算的理论表达式。由于高载波频率和高通信速率的影响,采用大规模阵列天线的近场无线接入系统极易受短时延影响,本文通过仿真与数值计算的方法,主要从通信系统参数、天线馈电网络、天线口径尺寸、口径分布、以及阵元排布方式等方面分析了平面阵列天线在近场工作时的符号间干扰特性,为未来的毫米波Gbps级别高速无线接入系统中的全新近场阵列天线设计提供一定的理论基础。然后,基于阵列天线在近场范围内符号间干扰理念,采用HFSS仿真软件具体设计出一种具有较好近场聚焦性能的双层波导缝隙稀疏阵列天线。该天线具有低符号间干扰、低副瓣电平、窄焦斑的特点,可广泛应用于成像、医疗、无线能量传输、以及近场通信等领域。天线的馈电网络采用了由外而内的四角馈电方式,它区别于传统的中心馈电,由天线内部的馈线延迟自然抵消天线外部的传播路径延迟,从而大幅降低焦点处符号间干扰。另外,在设计过程中使用粒子群算法,对波导宽壁所开横缝采用稀疏排布方式,不仅简化了天线结构、降低了加工成本,而且有效降低了焦点横向副瓣电平,提高了近场聚焦性能。最后,本文通过Matlab理论计算和HFSS仿真相结合的方式,分析并对比了这种近场聚焦阵列天线的S参数、聚焦特性、带宽内鲁棒性以及3dB聚焦深度内符号间干扰,基本验证了近场聚焦阵列天线的设计理论与天线结构可行性与有效性。