近年来,随着无线通信的迅猛发展,低频无线频谱越来越拥挤,毫米波频段作为新开发的频谱资源成为近年来的研究热点,现有的毫米波应用较为广泛,如汽车防撞雷达,军事导弹制导等。而天线作为毫米波传输系统的关键部分,其性能好坏直接影响信号的接收质量。本文采用的天线形式均为结构简单、易于集成的微带贴片天线。在此基础上本文围绕着毫米波贴片天线及其阵列开展研究,论文主要工作如下:首先,基于毫米波段对高增益,窄波束天线的需求,设计了一种工作在94GHz的八元串馈微带贴片阵列天线,贴片尺寸的设计是基于微带贴片单元宽度渐变法。为便于测试,设计了微带-接地共面波导的转接结构。实验结果表明天线的最大增益可达13dBi,副瓣电平SLL为-13.3dB,半功率波束宽度为7°。其次,在八元串馈微带贴片阵列天线研究的基础上,设计了天线与芯片互连的匹配网络,利用引线键合技术,采用场-路协同的仿真方法,在HFSS和ADS里进行联合仿真。仿真结果表明,双枝节线匹配网络很好地实现了金丝键合线的互连匹配。最后,基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺,将差分馈电与片上天线相结合,设计了一种工作在94GHz的片上差分天线。片上天线使用的是微带贴片结构,贴片天线的金属地板可以阻碍电磁波向硅衬底一侧辐射,能够在一定程度上缓解低阻硅衬底的损耗,因而设计了基于差分馈电的矩形和圆形两种贴片形状的片上天线,仿真结果表明,两种形式的差模阻抗带宽可以达到10GHz左右,相比较矩形贴片,圆形贴片的增益略高一点,天线的方向图具有很好的对称性且交叉极化也很低。