随着未来万物互联的时代到来,低频段的数据通信也将日趋饱和,30 GHz以内的频段资源基本上已经被利用殆尽,人们开始不断瞄向更高频段的通信,随着频率的增高,能使用的频率资源也越为丰富,所带来的数据传输速率也越高。除此之外,人们通过在无线通信发射系统上使用高复用技术,例如MIMO技术,也极大的提高了信道容量。波导结构由于具有低导体损耗、介质损耗,无辐射损耗的优点。使得波导缝隙天线阵列往往是毫米波频段、高增益天线中的首选。本文直接从波导缝隙天线阵工程实际出发,选取W波段作为天线的设计频段,通过循序渐进的方式,从单极化双模式的单脉冲天线阵开始,到最终的双极化、四模式八信道的波导缝隙天线阵列,同时对波导缝隙阵元间解耦进行了一系列的探索。主要内容如下:首先在对波导的传输理论、波导缝隙天线阵的辐射理论、馈电理论以及波导缝隙天线工程设计等相关知识阐述的基础上,在馈电网络中运用十字型功率分配器,提出解决了针对非2n× 2m单元阵列的设计方法,以W波段28×96单元单脉冲天线阵为例,在满足工程加工要求的基础上,列举了采用单极化、双模式波导缝隙天线阵的设计过程。在满足VSWR<1.6的情况下带宽为4%,和波束方位副瓣<-24 dB,和波束俯仰副瓣<-20 dB,且增益均达到了 40.5 dBi以上。其采用的全并联馈电结构、平面魔T结构,为后续设计双极化MIMO天线提供了有力的支撑。随后,在单脉冲天线阵列的基础上,运用十字形辐射缝隙、多层馈电网络以及和差网络,提出了一种双极化、支持四个模式八个信道的可应用于非远场通信的全并联馈电波导缝隙MIMO天线阵列,天线阵列的所有设计指标均满足扩散焊的加工要求。在-10 dB匹配带宽内,16×16单元天线阵的口径效率高于70%,增益高于31.4 dBi,且八个信道可以同时进行数据传输。收发天线相距0.2米内（62倍波长）天线的归一化信道容量均高于7.4。最后,对天线阵元间的解耦进行了一系列的探索,尤其针对小阵元间距（0.5波长）的波导辐射缝隙单元,提出在阵元上方构建金属解耦表面,通过控制解耦表面产生的反射波来抵消耦合波,从而达到增大阵元间隔离度的目的。