微带天线具有低剖面、轻质量、易加工和易集成等优点,是各种通信场景包括5G移动通信最流行的候选天线之一。此外,毫米波通信由于具有大容量、低延时、高速率等优势,在5G移动通信中发挥着重要角色。但是,毫米波通信面临传输损耗大的问题。为了解决这个问题,一方面可以采用微带阵列天线的形式以提高天线增益。另一方面,可以借助微波通信传输距离大、传输损耗小等优点,采用可同时工作在微波和毫米波段的双频微带天线来实现微波通信和毫米波通信的优势互补。本文的主要工作如下:1.提出了一种新颖的具有单层结构的串联馈电毫米波微带阵列。通过在微带线一侧加入周期性的短枝节可以打破微带线边缘电场的对称性从而使其能在毫米波频段有效辐射。基于这个原理,设计了一款毫米波微带线性阵列,并且进一步地将线性阵列扩展成具有低旁瓣的非均匀微带阵列以及具有高增益的微带平面阵列。2.基于前一个工作,提出了一种宽带的具有单层结构的串联馈电毫米波微带阵列。通过在微带线两侧加入三角形短枝节,使微带线结构在较宽的毫米波频带内都可保持具有辐射特性的周期电场分布。此外,在微带线的两端引入三对短路针可以将天线的带宽从24%大幅提升至58.4%,且通带内保持稳定的增益与波束指向。3.基于第一个工作,提出了一种具有大频率比的微波毫米波双频带微带天线。通过采用第一个工作所提出的微带线性阵列在毫米波段高效辐射,同时作为微波贴片天线的馈电线,使天线的整体尺寸更加紧凑。毫米波和微波单元之间精心设计的连接线结构,使整个天线仅用单个端口就可以同时在微波和毫米波频段获得良好的辐射性能,而不需要额外的端口或复杂的滤波器。