本文应用直线法对基片集成波导的传输特性建立了严格的全波分析模型。该模型用广义特征值方程代替传统的超越方程,提高了计算效率。在Z变换吸收边界条件的基础上,本文推导了一种自适应的吸收边界条件,并引入直线法的数值模型,提高了基片集成波导传播常数计算结果的准确性。基于大量精确的计算结果,本文总结出了一些实用的设计曲线和两个计算基片集成波导传播常数的经验公式。这些公式已被频繁地应用于设计基片集成波导和基于这种技术的微波毫米波元件。此外,用基片集成波导作为测试对象,还提出了一种新的基片介电常数测量方法。通过在基片集成波导的导体表面蚀刻出缝隙,就可以形成集成的缝隙阵列天线。本文提出了一种计算基片集成波导单缝谐振长度的快速算法,并将其嵌入缝隙阵列的设计过程中。利用微带功分器和微带环形电桥作为馈电系统将整个天馈系统做在一块基片上。和传统金属波导缝隙阵列天线相比,这种新的集成技术尺寸减小、重量减轻、成本降低,同时具有更高的精度和批量生产的潜力。本文设计、制作并测试了一副X波段四行四列的基片集成波导缝隙阵列天线,和一副四行八列的基片集成波导单脉冲天线。最后我们提出了一种垂直馈电低互耦的缝隙阵列天线,并针对低温共烧结陶瓷工艺进行了仿真分析。