随着互联网时代的快速发展,移动通信系统中无线设备的需求日益增长,以5G移动通信为代表的移动互联技术正迎来前所未有的高速发展。与目前已商用的5G Sub-6GHz频段的移动通信相比,5G毫米波频段有非常丰富的频谱资源,能够极大地增加无线信道容量和实现较高的数据传输速率,可以为移动通信、工业互联网提供更优质的移动网络接入,具有广阔的应用前景。基于上述背景,本文针对5G毫米波大规模阵列封装天线的设计和高密度集成电路的电磁干扰测量展开研究,本文的主要研究内容概括如下:本文从天线单元入手,设计了工作于5G毫米波频段的磁电偶极子天线和差分馈电微带天线。在磁电偶极子天线方面,通过在主辐射贴片下方加载一层寄生辐射贴片,与主辐射贴片形成耦合,引入了一个额外的谐振,拓宽了低剖面磁电偶极子天线的阻抗带宽,在天线的高度仅为0.10的情况下实现了46%的相对带宽。在微带天线方面,设计了差分馈电的微带天线,并利用耦合馈电方式增加了微带天线的带宽。实现了工作于24.25～27.5GHz的宽波束微带天线,周期边界下的回波损耗大于15d B,在工作频段内具有稳定、对称的方向图。本文基于有源天线的指标要求和量产可行性,提出了阵列封装天线、芯片与馈电网络的整体架构。以基本的一分二威尔金森功分器为基础,在综合考虑天线整机线路布局的情况下,设计了用于大规模无源及有源阵列天线的馈电网络,实现了匹配性能、幅相一致性良好的1分16功分器和1分4功分器。在上述天线单元和馈电网络的基础上,本文设计了8×8磁电偶极子天线阵列和8×16微带天线阵列。在磁电偶极子天线阵列方面,在20～32GHz频段内实现了0～50°的宽角波束扫描,实现了低旁瓣、低扫描增益损耗的良好性能。在微带天线阵列方面,为了验证阵列的性能,先设计、加工并测试了波束指向固定的无源阵列天线,测试结果表明,无源阵列天线在24.25～27.5GHz频段内具有10d B以上的回波损耗、13°左右的水平面3d B波束宽度和30d B以上的交叉极化鉴别率。然后加工测试了有源阵列天线,实现了水平面±60°、垂直面±15°的宽角高增益波束扫描,单极化的EIRP高于60d Bm,EVM小于7%,具有宽带、高增益、宽角度扫描性能。在高密度集成电路的电磁干扰测量方面,本文设计并加工测试了一种具有差分环路和电场屏蔽过孔的近场磁场探头。提出了应用差分双环路结构来降低电场分量干扰,从而提高探头的电场抑制比的方法。该差分探头的电场抑制比在高达0.1～12.9GHz的频率范围内大于30d B。与两个参考探头的对比表明,差分环路和屏蔽通孔的设计可以显著提高磁场探头的电场抑制性能和磁场响应的灵敏度,同时保持探头良好的空间分辨率。该探头适合在集成封装电路的电磁干扰测试中进行较为精确的磁场测量。