信息社会对通信系统的要求越来越高,由于低频段频谱资源稀缺,对高频毫米波段的研究迫在眉睫。具有低剖面、高增益、宽阻抗带宽以及高前后比的集成天线已成为目前的研究趋势,而无线基站对天线的小型化与集成化也提出了更高的要求。低温共烧陶瓷(LTCC)技术因为自身具有的独特优势,在制作新一代移动通信器件方面显现出了巨大的优越性。采用LTCC工艺制备的片式天线有着体积小、耐高温、可靠性高且便于表面封装等显著优点。本论文主要讨论基于LTCC工艺的毫米波封装天线设计研究。主要工作包括:首先,提出了一种适用于毫米波通信的封装叠层贴片天线,基于耦合谐振器理论对叠层贴片单元进行设计与优化,进而设计了天线阵列馈电网络,实现了1×2、2×8天线阵列。LTCC工艺样品的仿真和测试结果具有良好的吻合度,与单层贴片相比,叠层贴片天线单元的阻抗带宽展宽了近1 GHz,验证了本设计方法的有效性。其次,基于叠层贴片结构设计了可与多通道前端芯片集成的多端口天线,芯片引脚与天线馈电端口相匹配,给出了样品测试与仿真结果的对比并进行分析。最后,为进一步拓展毫米波封装天线的工作带宽,提出了一种宽带磁电偶极子互补型天线,对天线工作机理和影响天线工作性能的重要参数进行了分析,优化得到一款工作在28 GHz的宽带磁电偶极子天线。与叠层贴片结构相比,磁电偶极子天线的阻抗带宽拓展了0.8 GHz,在工作频带内提供稳定的实现增益和较高的辐射效率。