天线是信息时代的“千里眼”和“顺风耳”,在通讯、导航、探测等信息感知系统中具有极为重要的价值。随着电子装备朝着高频段、高增益、大带宽、高密度、小型化的方向发展,对天线的集成度和带宽提出了越来越高的要求。然而,传统设计方法难以协调尺寸和带宽的矛盾,加之随着工作频段的提升,结构参数对天线性能的影响也日益显著,如何实现小型化、大带宽天线的稳健设计成为一个亟待解决的难题。本文提出了基于一种区间-随机混合模型的天线稳健设计方法,通过优选结构设计变量实现了带宽性能具备稳定性的天线设计,并通过基片集成波导天线工程案例验证了此方法的有效性,具体包括以下内容:首先,建立了基片集成波导模型和等效介质填充波导模型,研究了基片集成波导的基本结构、损耗特性和谐振特性,在此基础上从辐射模式、模式的边界条件以及多模式的激励等角度分析了基片集成波导宽带天线的设计方法。其次,针对结构参数偏差对天线性能造成影响的问题,提出了一种基于区间-随机混合模型的天线稳健设计方法,该混合模型将两种不确定量转换成了服从不同分布的随机变量,此方法以天线的尺寸参数作为设计变量,将天线单元在带宽内的最小均值和最小方差作为目标函数,建立了天线的稳健优化模型并进行求解。最后,基于稳健设计方法,设计了两种基片集成波导宽带低剖面天线,为了验证天线性能的稳健性,在参数偏差存在的情况下,对比稳健优化前后的天线带宽及稳定性,并对上述两种天线进行了实验测试,结果表明:在存在加工误差和环境扰动因素时,天线测试与仿真结果吻合,验证了此区间-随机混合模型的天线稳健设计方法的有效性,与已有的同频段宽带低剖面天线相比,带宽增加了7.69%,剖面高度降低了20%。