随着4G、5G中大规模MIMO技术和相控阵天线技术的飞速发展,对天线馈电网络及射频系统关键器件的要求越来越高。天线馈电网络关键器件的超宽带、小型化、大容量、高速率、多功能等成为该领域的研究热点。本文利用基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)和半模基片集成脊波导(Ridged Half-mode Substrate Integrated Waveguide,RHMSIW)技术设计了一系列的微波毫米波轻量化超宽带功分网络、小型化定向耦合器、和差网络和带通滤波器等关键器件。本文的研究主要包括以下工作:1.研究了带通滤波器与功分网络。应用微波技术理论,实现了新的SIW带通滤波器,有效地降低了带通滤波器的空间,便于与平面电路集成。之后通过带状线馈电结构与薄膜技术,结合合理选材,实现了一分八等功分轻量化网络,比常规带状线或微带线功分器重量减少了约80%。之后还研究了频率可重构Wilkinson功分器,实现了在频段2GHz-3.8GHz内频率可重构。2.研究了半模基片集成脊波导的特性,并提出新型半模基片集成脊波导定向耦合器。文中详细的阐述了半模基片集成脊波导工作原理以及定向耦合器的基本原理。并提出了采用半模基片集成脊波导技术以及在耦合区开槽的技术,设计并实现了具有小型化、超宽带等特性的新型RHMSIW定向耦合器。3.研究并提出了新型半模基片集成脊波导混合环。混合环是天线馈电网络的关键部件,文中在超宽带半模基片集成脊波导定向耦合器的基础上,提出并实现了半模基片集成脊波导与微带结合的混合环。对RHMSIW混合环进行实物加工并且实验验证,实验结果表明本文设计的混合环具有超宽带、体积小等优点。