由于微带天线体积小、重量轻、造价低、易集成等优点，人们早在上世纪七十年初对其产生了浓厚的兴趣，而毫米波波长短、频带宽、传播特性好等固有特性，使得来自世界各国的天线研究者在同一时期对毫米波微带天线予以特别关注。而微带天线较窄带宽是它固有的缺点，所以在毫米波平面微带天线的设计过程中如何延展微带天线带宽并且进一步小型化具有极大的实用性，很好的研究前景和使用意义。基于小型化的毫米波平面微带天线单元和天线阵列的宽带化本文做了如下工作：1、文章对微带天线的基本理论进行了介绍和阐述：介绍了天线的基本参数以及馈电方式，回顾了经典的传输线模型法、腔模分析法，简单阐述了根据傅里叶级数法和多项式内插法由给定方向图设计天线阵，接着还阐述了道尔夫-切比雪夫综合法，泰勒综合法。2、研究设计了五种常用的工作于35GHz的毫米波平面天线单元。选择了三种常用的毫米波天线形式：矩形微带贴片，椭圆微带贴片，微带缝隙天线；两种口径耦合天线形式：普通口径耦合微带天线、新型H槽耦合微带天线，应用电磁仿真软件Ansoft HFSS13.0对其进行具体建模仿真，主要是结构参数，如基板的厚度，贴片的长度、宽度、馈电位置、缝隙的大小和位置等的选取。以此为基础，根据仿真结果，将以上五种天线作尺寸、谐振频率、带宽、回波损耗、增益、方向图等性能进行比较。3、分析设计了适用于毫米波波段的1分8不等功分器，借助HFSS建模并仿真出基于此功分器的微带馈电8元并馈直线贴片天线阵列以及8元普通槽、H槽口径耦合馈电平面天线阵列，根据仿真结果分析这三个阵列天线的谐振频率、带宽、回波损耗、增益、副瓣抑制比等性能。4、在以上仿真达标的基础上进行实物加工测试，测试结果为：普通的微带天线单元的典型带宽为2%-4%左右，口径耦合的微带天线单元带宽能达到20%，远远超过普通微带天线带宽，而8元口径耦合阵列天线能达到14.9%，远宽于普通的微带天线阵列的带宽4%。最后，针对微带天线单元和天线阵列的设计和研究不足之处，本文提出了后续的改进措施，同时本文所作的理论分析和实验工作为后续的毫米波微带天线的进一步高性能研究打下坚实的基础。