随着现代通信的不断发展,通信频率逐渐向毫米波方向发展,通信系统宽带化的趋势也越来越明显。毫米波段宽带SIW背腔缝隙天线的研究逐渐成为研究的热点。对此,本文进行了W波段宽带SIW背腔缝隙设计及应用研究。主要内容包括:第一,研究了SIW谐振腔支持的高次谐振模式,从理论上分析了SIW谐振腔内模式在蚀刻缝隙前后的变化情况。设计出一种窄缝的W波段缝隙天线,带宽覆盖了W波段近75%的频带范围。天线在腔内激励出TM₁₃₀与TM₃₁₀的混合模式、TM₃₂₀模以及TM₃₃₀模这三种高次模谐振频率,结合形成宽带特性。研制出天线样品,反射系数小于-10dB的阻抗带宽为79.93¹05.24GHz（28.6%）,整个频带内方向图稳定,交叉极化低。测试结果验证了设计的正确性。第二,为进一步提高增益,设计出一种宽缝的W波段SIW背腔缝隙天线。激励出TM₃₂₀模、TM₃₃₀模以及TM₃₄₀这三种高次模的谐振,实现-10dB的阻抗带宽为73.5⁹9.8GHz（30.35%）,带内增益超过13dBi。与窄缝天线相比,增益提高了近3dB。为进一步实现高增益宽带天线设计提供可能。第三,利用宽缝的SIW背腔缝隙天线作馈源,设计出高增益的宽带卡塞格伦天线。高次谐波模式的SIW背腔缝隙天线带宽宽、频带内的波束宽度变化小,适合作为宽带卡式格伦天线的馈源。设计出的卡塞格伦天线带宽宽、带内方向图性能好,增益达到34dBi。第四,以宽缝的SIW背腔缝隙天线为天线单元,构建了2×2的天线阵列。天线馈电层与辐射层彼此独立的结构便于组阵。研制出的4元阵列天线仿真增益达19dBi。测试表明天线阵列与仿真结果基本吻合。本文研制的W波段的SIW背腔缝隙天线工作频带宽,方向图稳定,交叉极化低;可以用作卡塞格伦天线的初级馈源,也可直接扩展成低剖面的高增益宽带背腔缝隙天线阵列,具有良好的应用前景。