5G（第五代移动通信）时代的到来,使得移动终端的通信频段开始上升到毫米波频段,这是低频段频谱资源开发殆尽的结果,也是提高通信容量实现5G通信目标的必然选择。电磁波在毫米波频段的路径损耗相比在低频时更高,需要高增益天线来补偿,因此阵列天线是克服这一问题的理想选择。此外,各国已规划出的毫米波通信频段大都较宽,同时移动终端如手机等,其受限的空间也为阵列天线的设计带来了新的挑战。本文针对移动终端阵列天线设计中宽带、大角度波束扫描、低剖面、可扩展性的需要,提出了一种候选设计方案。该设计从宽带毫米波天线单元出发,在介质厚度仅为0.508mm的微带贴片天线基础上,通过加载短路针来激发天线额外的零模谐振。二阶零模谐振和TM₀₁模谐振相结合实现了天线的宽带设计,带宽覆盖24.5-28GHz。考虑到移动终端受限的空间和高增益需要,我们设计了一个4×2阵列,阵列波束实现了大角度扫描,波束可从-60°扫描至+60°,同时由于贴片天线加载短路针引入零模的设计结构简单紧凑,该阵列天线具有与射频芯片进行集成模块化设计的可扩展性。多层介质毫米波阵列天线的仿真和实测结果验证了阵列天线在多层结构中依然能够保持良好的宽带和大角度波束扫描性能,为后续Ai P（Antenna in Package）天线模块的设计奠定了基础。采用此阵列天线设计的Ai P天线模块同样具备宽带、大角度波束扫描的性能。最后针对天线的超宽带设计,本文提出了一种合理加载多个短路针的方法,使多个零模谐振和TM_mn模谐振在频谱上均匀分布,从而实现了天线的超宽带设计,带宽覆盖24-36GHz。在此基础上,我们设计了一个超宽带阵列天线,分析了阵列的波束扫描特性和球形覆盖范围,并得出了阵列在手机中不同布局方式下的增益的CDF曲线。