为提高通信容量,卫星载荷的工作频段不断提高,Q/V频段是低轨卫星互联网规划的一个重要频段,这对天线提出了更高的要求,即具有小型化、模块化、集成化等特性,促使天线和射频前端电路融为一体。封装天线（Antenna-inPackage,Ai P）技术旨在将天线和多功能收发芯片集成在封装内部,实现系统级功能,有效解决了射频系统中小型化和多功能化的问题。本文基于封装天线的设计理念,进行了对基于玻璃封装的四臂螺旋天线、阵列及封装研究,主要工作如下。针对四臂螺旋天线不易集成在封装内部的问题,本文提出了一种基于玻璃封装工艺的Q波段的四臂螺旋天线设计方案,利用“哑铃形”贴片和金属化过孔连接的方式构造螺旋臂,解决了四臂螺旋天线难以集成的问题。所设计的天线具有±60°的宽波束特性和大于12%的3d B轴比带宽。接着利用垂直过渡的方式为天线设计了一款紧凑的双层宽带馈电网络,有效展宽了天线带宽。为满足现有工艺要求,达到更好的可实现性,根据石英玻璃封装工艺要求改进了天线设计,分析了馈电网络垂直互连结构的最优设计方案,仿真结果表明天线在37.5GHz～42.5GHz范围内增益大于4.5d B,波束宽度约±45°。针对星载平台对天线增益和波束指向等方面的需求,本文根据所设计天线单元,设计了一种16元矩形栅格排列阵列天线,所设计阵列天线在不扫描时增益大于15d B,能够在二维平面进行±40°的波束扫描,扫描到40°增益滚降小于3d B。为保证天线和射频芯片的独立工作,本文为天线设计了一个封装腔以封装IC芯片,并讨论了其电磁屏蔽性能,封装腔采用金属涂层和金属化过孔阵列以增强电磁屏蔽,使用垂直封装的方式将天线层和封装层结合,并分析了部分关键参数对天线性能造成的影响,仿真结果表明,封装腔的加入对天线性能的影响较小,天线和芯片有较好隔离。所设计的封装天线综合了封装工艺和天线性能,灵活性较高,具有一定工程应用价值。