随着通信、雷达、遥感等系统的快速发展,天线作为系统中电磁波收发的重要组件,在其中发挥着重要的作用。平面宽带天线在形式上,具有剖面低、易集成的优点。在性能上,工作频带宽,能够满足不同频段需求,实现一个终端天线满足多种不同用途的目的。因此平面宽带天线在近年来受到广泛的关注和应用。本文以基于背腔的不同平面宽带天线形式为研究对象。通过形式创新、结构优化、背腔加载等方式重点研究天线低剖面、宽带、高增益以及高效率等性能。论文的主要工作如下:1、根据拓展带宽的不同理论和技术,提出了一种平面宽带缝隙天线。在该天线结构中通过利用金属反射板代替背腔,大大减轻了天线的重量并且降低了结构的复杂度。本文通过应用宽缝形式和缝隙加载方式拓展天线的带宽,并且通过引入差分馈电的方式,保证了天线在整个工作带宽内都能维持稳定的辐射方向图。针对差分馈电单元,本文还提出了一种分级的馈电网络设计方法,设计实现了一个4×4的缝隙天线阵列。2、针对传统单向辐射缝隙天线剖面高、效率低的问题,本文应用基片集成波导腔体的高阶谐振模式(TE440模)设计了一款宽带、低剖面、高效率的背腔缝隙天线。该天线通过利用基片集成波导腔体的TE440模式,减小了馈电网络中金属柱的使用,降低了金属损耗和制作误差,有效的提高了天线的增益和口径效率。3、由于前面提出的两种天线形式会出现效率低或带宽窄的问题,为确保天线在实现高效率的同时还能获得更宽的阻抗带宽,本文对磁电偶极子天线进行了研究。通过改进天线结构,设计实现了一种宽带高效率的背腔磁电偶极子阵列天线。在天线结构中,通过利用蝴蝶结形状的偶极子贴片和加载开口缝隙方式,提高了天线的带宽。然后引入基片集成波导背腔,在不增加天线单元尺寸的情况下,提高了天线辐射增益。最后在磁电偶极子天线单元的基础上,通过应用基片集成波导分支馈电网络,设计实现了4×4的磁电偶极子阵列天线。