现代无线通信的迅猛发展推动着天线技术的快速进步。在各类天线中,微带贴片天线因其低剖面、易制造和易共形等优越特性而广泛应用于各个通信领域中。在5G技术大规模商用新形势下,覆盖特定毫米波工作频段的高性能宽带贴片天线成为迫切需求。然而,应用场景的多样化和复杂化使得贴片天线的分析和设计变得越发困难。幸运的是,特征模理论成为解决复杂电磁辐射问题的有力工具,并在各类高性能贴片天线设计应用方面展现独特优势,因此受到越来越广泛的关注。本文应用特征模理论对覆盖5G毫米波通信频段24.25-29.5 GHz的宽带贴片天线展开研究,设计的毫米波宽带贴片天线具备小型化、低剖面、高效率和高增益等优点,适合应用于5G毫米波通信系统,具体内容如下:（1）提出了一款SIW馈电的宽带贴片天线。辐射结构是由一组具有不同尺寸的小贴片构成的分裂贴片。对贴片执行特征模分析后,确定了谐振在研究频段高频处的基特征模作为工作模。然后,设计了紧凑的SIW馈电结构进行耦合馈电,并引入了谐振在低频处的基腔模来大大改善阻抗匹配,进而实现了宽带辐射性能。该天线仿真的阻抗带宽为27.5%（23.5-31.0 GHz）,实际增益为6.4-8.9 d Bi。最后,经实物加工和实验测试,获得的结果验证了仿真的性能。（2）提出了一款双口径耦合馈电的宽带贴片天线。通过特征模分析,找到了需要的工作模式。然后,根据模式电流分布特点设计了微带馈电的双孔径进行耦合激励,并利用特征模理论逐步深入地分析在设计各个阶段的模态变化,最后贴片主模和缝隙模共同作用而实现宽带辐射。该天线仿真的阻抗带宽为24.2%（23.3-29.7 GHz）,实际增益为6.1-8.8 d Bi。（3）提出了基于单口径耦合馈电的宽带贴片天线阵列。阵列单元的设计思路和工作原理同上款天线类似,同时实现了辐射单元的进一步小型化设计,尺寸仅为0.42λc×0.42λc（λc为工作中频波长）。然后采用两种微带单口径耦合馈电方式进行激励,并分别研究了相应的二元阵和四元阵。仿真结果表明,这些阵列均实现了良好的宽带辐射性能,其中最大阻抗带宽达29.8%,最大实际增益达13.2 d Bi。最后的测试结果验证了仿真的性能。