为提供高数据速率、低时延和高设备密度的前所未有的连接,5G(第五代)移动网络将利用毫米波(Millimeter-Wave)波段进行无线通信传输。而作为无线通信系统的关键部件,毫米波天线已经进行了大量的研究,逐渐地向低剖面,集成化小型化的方向发展,其中相控阵天线技术由于其高指向性、宽频带、宽角度波束扫描等特性受到广泛的关注。为了与射频模块实现高密度互连(HDI),采用多层印刷电路板(Printed Circuit Board)进行设计相控阵天线是一个很好的解决方案,特别是近几年比较热门的封装天线(Antenna-in-Package)技术,采用多层PCB板设计天线或者是建立Ai P模型时,存在着一系列的电磁干扰问题,这是值得我们去研究的。此外,天线单元之间会产生非常强的耦合,天线之间的耦合会直接影响到天线的性能,给天线的辐射带来较大的电磁干扰。本文主要的研究内容有以下两个方面。(1)面向多层毫米波天线的板级电磁兼容研究。设计了工作频率在25GHz-27GHz的微带贴片天线单元,接着指出了多层PCB板对天线的影响,并通过研究多层PCB天线中同轴馈电通孔的电容电感性来说明。建立等效电路进行电磁兼容分析,并进一步提出了在多层结构天线中加载衬底集成同轴线桩(SICL)结构,使得天线在任何层数的PCB中都能保持良好的特性。最后设计四层板天线和八层板天线,得到其仿真结果和制板后的实测结果,并取得良好的匹配,证明了SICL在实际工程应用中的可行性。(2)基于SICL结构的高隔离度毫米波天线设计。简单研究和分析了毫米波贴片天线阵元间的耦合情况,包括不同板层的天线。通过引入二维表面波传输方程的Friis传输公式,分别对低频段和毫米波频段的微带贴片天线阵两阵元之间的耦合特性进行了相关的仿真分析,定性定量地研究其互耦效应,为我们设计高隔离度毫米波天线,提供参考依据和标准。继而给出了加载SICL结构对多层板天线阵元隔离度的影响,并研究分析了不同板层天线的波束扫描方向图特性,全面地分析了SICL结构在多层板天线中的作用。