随着频谱资源的日渐紧张,逐渐在毫米波甚至太赫兹频段上开展新的频谱应用开发。在通信系统中,更高的工作频段可以提高数据传输速率,扩大通信容量;而在雷达成像系统中,则具有更大带宽、更高分辨率的优势。新的潜在应用对天线提出了高增益、低损耗、低剖面和结构紧凑的要求,本文拟开展V波段和W波段低损耗、多极化的平面阵列天线的研究,主要研究内容和结果如下:1.设计了一款基于脊间隙波导馈电的W波段线极化平面缝隙阵列天线。首先从间隙波导理论出发,采用色散模式法完成销钉型EBG结构电磁带隙特性的计算和分析,接着采用间隙波导传输线完成馈电网络的设计。基于上述馈电网络的8×8平面缝隙阵列天线,在90-100 GHz内反射系数小于-15 dB,最高增益可达26.4 dBi。该结构非常适用于实现毫米波三维堆叠平面天线的设计。2.设计了一款基于槽间隙波导馈电的W波段双线极化平面缝隙阵列天线。该设计包括双极化辐射单元、基于槽间隙波导的E面馈电网络以及4×4双极化缝隙阵列天线。槽间隙波导馈电网络具有结构紧凑、同相输出的特点。4×4双极化阵列天线中心频率为94 GHz,在93-96.2 GHz内反射系数小于-15 dB,天线平均增益可达24 dBi,极化隔离度不小于55 dB,天线交叉极化电平小于-30 dB,天线方向图在E面和H面旋转对称性良好。该结构采用全金属间隙波导设计,并且避免了直接电接触,适用于实现低损耗、低成本的高频段多极化阵列天线。3.设计了一款基于倒置微带线间隙波导馈电的V波段圆极化磁电偶极子阵列天线。该设计包括圆极化磁电偶极子辐射单元、间隙波导馈电网络、三维互连结构以及4×4圆极化磁电偶极子阵列天线。所设计的4×4圆极化磁电偶极子阵列天线在63 GHz-73 GHz内反射系数小于-15 dB,在目标频带66 GHz～71 GHz内轴比介于2.6 dB和3.8 dB之间,天线最大增益可达21.2 dBi,具有低损耗、高增益和宽带特性。4.讨论了硅微机械加工工艺在毫米波和太赫兹频段的应用,设计并加工了一款太赫兹频段金属波导耦合器和W波段间隙波导功率分配器。