微带贴片天线因其具有小型化、重量轻及易集成等优点,得到了广泛研究和大量应用。随着低频段频谱资源逐渐被开发完,各国专家学者开始将研究方向放在了毫米波频段。本文以微带天线的毫米波封装技术作为研究课题,重点研究了一种嵌入于天线中的超宽带阻抗匹配结构及其在封装天线工艺中的具体实现形式,并将金属反射背腔嵌入于介质中用于提升天线的辐射性能,最后通过优化设计实现了多款超宽带高增益毫米波封装天线。本论文主要工作如下:1、研究了嵌入式金属鞘套结构实现超宽带天线阻带阻抗匹配调节的原理,并采用该超宽带阻抗匹配控制结构设计了一款工作在S波段和C波段的超宽带微带天线。金属鞘套结构添加在馈电探针的同轴位置,实现天线在超宽带范围上的阻抗匹配。仿真结果显示,天线在3 GHz-5 GHz频带范围上实现50%的相对阻抗带宽,并且天线在工作带宽上可实现的最大增益为9.68 dBi。2、在嵌入式阻抗控制结构的基础上进行了改进,使其容易与低温共烧陶瓷、高密度互连PCB等封装天线工艺进行融合,并据此设计了一款带有“凸”字型反射背腔的超宽带毫米波封装天线。仿真结果显示,该天线具有约101.6%的相对阻抗带宽,阻抗带宽覆盖范围为31.5 GHz-92.5 GHz,阻抗带宽为61 GHz;该天线在阻抗带宽上拥有稳定的辐射方向图,最大增益为11.6 dBi,其3-dB增益带宽为56.3 GHz-92.5 GHz,3-dB增益带宽为36.2 GHz,其相对增益带宽为48.6%。3、深入研究了反射背腔对阻抗和辐射方向图的控制作用,研究了反射背腔与宽带稳定高增益辐射的工作机理,并在此基础上设计了两款K-V波段的矩形和八边形反射背腔毫米波封装天线以研究反射背腔形状对天线性能的影响。仿真结果显示,矩形反射背腔毫米波封装天线的阻抗带宽范围为22.2 GHz-64.5 GHz,阻抗带宽为42.3 GHz,最大增益为11.7 dBi,3-dB增益带宽为36.5 GHz;八边形反射背腔毫米波封装天线的工作带宽为22.5 GHz-67.8 GHz,带宽为45.3 GHz,相对阻抗带宽为100.3%,最大增益为12.3dBi,3-dB增益带宽为为33.9 GHz。最后,结合超宽带差分馈电网络设计了一款一体化超宽带毫米波封装天线。根据仿真结果显示,一体化超宽带毫米波封装天线保持了与八边形反射背腔单体天线一致的超宽带、高增益等特性,阻抗带宽范围为23.4 GHz-66.5GHz,阻抗带宽为43.1 GHz,相对阻抗带宽为95.9%;其可实现的最大增益为11.56 dBi,并且其3-dB增益带宽达到了28.6 GHz。