随着5G时代的到来,毫米波技术的研究日益深入,同时也对毫米波频段的无线通信系统提出了更高的要求。天线作为通信系统射频前端极为重要的部件,也向着小型化、圆极化、低成本、集成化、宽带化的方向发展。近年来,新型的波导结构集成基片间隙波导(ISGW)为毫米波频段的天线设计提供了新的思路。本文采用该波导结构围绕毫米波圆极化缝隙行波天线的宽带化、阵列化应用做出了相关的研究,主要工作如下:(1)提出了一种两层结构的脊ISGW馈电的圆极化缝隙行波天线。该天线由巧妙组合的两个窄缝作为圆极化辐射器,使用脊ISGW对缝隙进行耦合馈电,从而实现了圆极化波的辐射。通过缝隙的等效电路和电场分布对天线的左/右旋圆极化产生机理进行了详细剖析,从而给出了结构参数的设计流程。仿真结果表明,该天线的3dB相对轴比带宽为26.8%,-10dB相对阻抗带宽为70.2%,最大增益为6.4dBi。(2)提出了一种三层结构的微带型ISGW馈电的圆极化缝隙行波天线。该天线的圆极化辐射器及圆极化产生机理与上述天线一致,其区别在于采用微带型ISGW对缝隙进行耦合馈电,从而实现了圆极化波的辐射。仿真结果表明,该天线的3dB相对轴比带宽为36.1%,-10dB相对阻抗带宽为58.2%,最大增益为5.8dBi。最后通过加工测试,验证了该天线的性能。(3)采用前述提出的三层结构微带型的ISGW天线单元设计了一种基于ISGW的1X7毫米波圆极化缝隙行波阵列天线。通过串联组阵的方式实现了对天线单元方向图的优化,获得了窄波束,低副瓣,高增益的圆极化阵列天线。该阵列天线由2X7个矩形缝隙组成圆极化辐射器,利用贯穿PCB的微带型ISGW对缝隙进行串馈,通过馈电端口的改变实现了左/右旋圆极化波的辐射。仿真结果表明,该天线-10dB相对阻抗带宽为41.8%,3dB相对轴比带宽为16.2%,最大增益为13dBi。