随着多种毫米波应用的提出,仅能工作在低频微波频段的多频天线将难以同时满足未来高速微波和毫米波无线通信应用的需求。因此研究设计可同时工作于微波和毫米波频段的大频率比多频天线对未来通信应用具有重要的实际应用价值。本文基于基片集成波导结构在远低于其截止频率的微波频段可等效成金属条带结构的这一特性,研究设计了三种新型大频率比多频天线。本文主要工作内容和创新点如下:1.研究设计一种应用于WiFi和5G通信的新型大频率比双频天线。所提出的天线在不增加原有单个天线结构体积的前提下,将工作于毫米波频段的基片集成波导缝隙阵列完全集成到工作于微波频段的环天线中。从而使得工作于毫米波频段的基片集成波导缝隙阵列与工作于微波频段的环天线共用一个天线辐射口径。本天线设计仅占用18.5 × 10 mm2区域面积,具有结构简单、集成度高、可灵活调节频率比的特性。2.研究设计一种应用于WLAN、LTE、5G通信的新型大频率比七频段天线。在毫米波频段,为了增强天线方向性以及改善阻抗带宽,本设计在基片集成波导缝隙阵列结构基础上,引入一系列寄生电偶极子单元与缝隙阵列相互耦合。在微波频段,所提出天线利用基片集成波导缝隙阵列作为主要辐射结构。设计天线仅占用了 18 ×54.5 mm2的区域面积,具有结构简单、集成度高、大频率比、高隔离的特性。3.研究设计一种应用于5G通信和超高速近远程通信Q-Linkpan标准的大频率比三频段MIMO天线。在天线设计中将工作于毫米波频段的高频MIMO天线和工作于微波频段的低频MIMO天线进行一体化集成,从而在不增大原有单个MIMO系统结构尺寸的基础上,实现可同时工作于微波、毫米波频段的性能特性。同时,MIMO天线单元中高低频信号馈入端口以及各MIMO天线单元馈电端口之间都具有高隔离度特性,MIMO信道之间相关系数满足相应设计指标(ECC<0.5)。