毫米波天线结构小、频带宽,能够实现窄波束、高分辨率并抑制多径干扰,同时在恶劣战场环境下衰减较小,被广泛应用于精确制导、低角跟踪雷达、机载成像雷达和卫星通信等诸多领域。加脊空隙波导作为一种新型的传输线结构,在毫米波频段有着广泛应用,本文主要研究基于加脊空隙波导的毫米波缝隙耦合微带天线技术,通过采用加脊空隙波导和紧凑型缝隙耦合结构,改进天线馈电形式,提高传输效率,进而改善毫米波天线性能。本文首先从模式场以及传输线理论出发,给出了加脊空隙波导的一般特性。根据周期点阵结构Brillouin色散图,结合全结构仿真完成周期结构的设计,并简化了设计流程。利用等效模型和电磁仿真分析加脊空隙波导结构参数与传输特性的关系,得到35 GHz下的传输线结构,并在此基础上分别设计了功分器、波导转接头以及T开路端,为后续设计馈电网络提供基础。基于加脊空隙波导结构,本文提出了一种紧凑型缝隙耦合结构。首先以单微带-缝隙耦合为原型,设计了双微带-缝隙耦合结构。而后通过对各部分功能的具体分析,利用监视电流法结合传统耦合结构的设计规律,将微带-缝隙耦合改进为贴片-缝隙耦合,实现了耦合、功分、辐射三种功能的统一。该结构能够减小底层馈电网络的复杂度,降低传输损耗并提高天线增益和口径效率。之后对该耦合结构的参数进行分析,得到了具有一般性的设计方法,使之能够应用于天线设计之中。最后,本文在上述结构的基础上,将加脊空隙波导与耦合结构相结合,分别设计了2×2子阵、8×8并馈式阵列以及8×8并联串馈式阵列。对2×2子阵的圆形阵列进行了分析,并利用监视电流法简化设计流程,得到了一种低副瓣的天线子阵。设计了8×8并馈式阵列并分析了其副瓣变化的原因。文章还设计了2×8串馈式线阵,并在此基础上组成了8×8并联串馈式阵列。通过进行电流权值优化,利用耦合结构的特殊辐射性质,使副瓣达到-20 dB,增益达到25.7 dB。对两组阵列均进行了实测,对结果进行了简要分析。