近年来，微波毫米波电路与系统的集成技术发展迅速。尤其是半导体工艺的不断提高，促使有源电路集成技术飞速发展，并在商业应用中大范围推广和普及。作为微波毫米波系统的重要组成部分，天线和无源元件的集成化设计也具有重要的意义。一方面，天线和无源元件在微波毫米波系统中所占体积（面积）较大，并且各元件的功能相对独立，因此如何实现小型化多功能的天线和无源元件成为当前研究的一个热点。另一方面，作为无源元件，其损耗特性对整个系统的性能影响较大，因此低损耗是无源元件集成化设计中的另一个重要指标。本文围绕微波毫米波集成天线与无源元件这一主题，分别深入研究了多阻带超宽带天线、毫米波基片集成腔体天线、平面透镜天线和基片集成同轴线滤波器等，提出了相应的分析和设计方法，并进行了实验验证。论文主要工作如下:　　 第一章主要介绍了本论文工作的相关研究背景和现状，以及微波毫米波天线和无源元件集成化的发展趋势，阐述了本论文的研究目标和主要内容。　　 第二章研究了多阻带超宽带天线。分别利用表面刻蚀缝隙，馈线加载分裂环谐振器和馈线加载阶梯阻抗谐振器等技术，设计和实现了多种多阻带超宽带天线。根据相关项目的要求，所设计天线除具有超宽带响应外，还分别具有三阻带、四阻带和六阻带响应，体现了一种功能集成化的特性。这种阻带特性能够用于减小或消除超宽带通信系统与其他窄带通信系统间的同频信号干扰问题。文中详细阐述了这些天线的设计原理、仿真模型和测试结果。测试结果与仿真结果的良好吻合验证了设计方法的准确性。所设计的天线均采用标准印刷电路板工艺实现，因此具有加工简单、低剖面、易与平面电路集成和成本低廉等诸多优点。这部分研究结果已在IEEETransactiononAntennasandPropagation、IETMicrowaveAntennasandPropagation，ICMMT（国际微波毫米波技术会议）和IEEEInternationalWorkshoponAntennasTechnology（IEEE国际天线技术研讨会）等国际核心刊物和会议上发表，并获2008ICMMT会议最佳学生论文奖，此外还获授权多项国家发明专利与实用新型专利。　　 第三章是基于基片集成波导技术，提出并设计了基片集成腔体天线和阵列。所设计的天线沿天线所在平面的法向辐射，同时具有宽带、高增益、低剖面和小型化等特性。文中给出了详细的分析方法、设计过程和仿真模型。为了检验结果的正确性，分别在35GHz和60GHz两个频段上加工了天线（阵）样品，并进行了S参数测试以及天线方向图的测试，测试结果都与仿真结果吻合较好。由于采用了基片集成波导技术，所设计天线能够与平面电路一体化集成。相关研究成果已在IEEETransactiononAntennasandPropagation国际核心期刊上发表。　　 第四章给出了一种毫米波平面透镜的设计方法。选用耶路撒冷十字作为单元，通过研究其反射和透射响应，利用等相位设计原理，实现了一个六层结构的具有宽带响应特性的平面透镜。为了验证设计方法的正确性，加工了透镜实物，并进行了测试，实验结果验证了所设计透镜的宽带和高增益特性。在此基础上，还提出了适用于大口径天线焦平面匹配层的概念和设计方法，并进行了仿真来验证这一概念。最后，还提出了一种利用双层介质结构的低反射平面透镜的设计方法。这些平面透镜的设计方法有效地减小了曲面透镜的设计和加工难度，为透镜与馈源的集成提供了条件。这部分研究成果已分别在IEEEAP-SSymposiumonAntennasandPropagation和IEEEInternationalWorkshoponAntennaTechnology等国际核心会议上发表，另已投稿至IEEETransactionsonAntennasandPropagation。　　 第五章研究了基于基片集成同轴线技术的滤波器。分析了基于多层印刷电路板工艺的基片集成同轴线的特性，并给出了相关带通滤波器的设计方法、仿真模型和实验结果。实验结果与仿真结果一致性很好，其低损耗特性和紧缩尺寸是两大显著优点。此外，所设计的宽带外抑制带通滤波器也表现出良好的特性。这种基于基片集成同轴线技术的滤波器能够与平面电路一体化集成。这部分研究成果已投稿至IEEEMicrowaveandWirelessComponentLetters。