毫米波通信是5G移动通信技术的研究热点,在大规模多进多出（Multiple-input Multiple-output,MIMO）天线系统中应用波束赋形技术可以改善毫米波通信时严重的路径损耗问题。随着集成光子学的发展,研究人员开始尝试将光真延时波束赋形系统集成在硅基光电混合芯片上,该类芯片大幅缩小了光真延时波束赋形系统的体积,有助于使5G移动通信系统实现小型化。本文的研究重点是将集成光波导技术与光真延时波束赋形技术相结合,面向5G毫米波通信领域设计一个集成光波导波束赋形系统。本文的主要内容及创新点如下:（1）本文针对28GHz毫米波信号提出了一个集成光波导波束赋形系统。系统内由多个波导布拉格光栅构成光控波束赋形网络,通过在1513.17nm至1595.71nm的范围内调整光信号的工作波长,可使相邻光波导延迟线间形成-15.46ps至15.46ps的延时差,并使4阵元线阵天线波束在-60°至60°的水平范围内实现扫描,波束指向角的间隔为15°。（2）本文探讨了利用专业化仿真软件对光波导器件进行设计分析的研究思路和工作流程。本文使用Lumerical公司的仿真软件对多款光波导器件完成了设计、分析、优化等工作。首先,分析了SOI直波导的折射率分布及内部光信号的光场强度分布,计算了SOI直波导的群折射率与有效折射率。其次,设计了Y分支波导,并使用级联Y分支波导结构构建了1×4波导光分束器。接下来,为光波导延迟线设计了9个周期长度不同的波导布拉格光栅,并利用这些光栅组成了光控波束赋形网络。最后,利用仿真软件对以上集成光波导器件进行了详细的性能测试。（3）本文利用MATLAB软件中的PAS工具箱对集成光波导波束赋形系统进行了性能分析,计算了系统内28GHz毫米波信号的辐射方向图。仿真了系统对27GHz与29GH毫米波信号的波束赋形能力。根据仿真结果证明,系统内毫米波信号的工作带宽可以超过850MHz,该带宽大小满足5G移动通信系统的技术要求。