为适应电子与通信技术飞速发展的局面，微波毫米波集成电路及系统正在向高性能、低成本、高集成度和小型化方面快速发展。得益于微电子技术的进步，微波毫米波有源电路，如混频器、振荡器、放大器，甚至收发信机等，已逐步从立体电路、混合集成电路，发展到今天的单片集成电路。因此，无源电路，如滤波器、双工器、功率分配器/合成器、定向耦合器等，成为影响微波毫米波系统整体集成度的关键因素。基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide：SIW)作为一种新型的导波结构兼具了普通金属波导高品质因数、大功率容量等优点和微带电路易于加工、造价低和平面集成等优点，因而近年来得到广泛的研究和应用。SIW结构完全由介质基片和其上的金属化通孔阵列构成，可以采用标准的印刷电路板(PCB)工艺、低温共烧陶瓷(LTCC)工艺以及薄膜(Thin-Film)工艺来进行加工。在加工成本方面，这几类工艺与传统波导形式的微波毫米波器件相比具有明显的优势。　　 为了进一步减小尺寸，又陆续出现了半模基片集成波导(Half Mode SIW：HMSIW)和折叠基片集成波导(Folded Substrate Integrated Waveguide：FSIW)等新型导波结构。HMSIW继承了SIW的优点，同时在尺寸上较SIW减小约50％。FSIW采用双层PCB结构对SIW进行折叠，在尺寸上也减小了约50％。　　 最近，又进一步提出了折叠半模基片集成波导(FoldedHMSIW：FHMSIW)导波结构，其横向尺寸只有HMSIW的约一半和SIW的四分之一。从而为实现高集成度、小体积、低损耗的微波毫米波系统提供了一种有效的途径。　　 FHMSIW技术目前处于刚刚兴起的阶段，因此有许多理论问题需要研究，有很多应用领域亟待开拓。本文重点对FHMSIW的传输特性、高性能FHMSIW器件进行研究，此外还研究了SIW和HMSIW馈电的印刷宽带八木天线和对数周期偶极子阵列天线。论文的主要研究工作包括：　　 第一章介绍了FHMSIW的工作原理，分析了其由SIW、HMSIW和FSIW演变而来的过程；对FHMSIW与微带线之间的转换器进行了分析设计，并给出了测试结果；最后分析了FHMSIW的传输特性。　　 第二章研究了FHMSIW定向耦合器并与FSIW定向耦合器进行了比较。提出并设计了下列器件：FHMSIW定向耦合器、FHMSIW双缝定向耦合器、FSIW定向耦合器和FSIW双缝定向耦合器。所有设计与仿真结果都进行了实验验证，实验数据与仿真结果的一致验证了设计的正确性。相关研究结果在IEEEMicrowave and Wireless Components Letters(SCI：000258373400006：EI：20083411465772)和ICMMT2008(EI：20083711539557)国际会议上发表，并提交了发明专利申请。　　 第三章研究了FHMSIW滤波器。利用耦合矩阵理论和电磁仿真相结合的方法，提出并设计了FHMSIW中间金属层槽缝式和上层金属槽缝式两种滤波器，与相同工作频率的HMSIW槽缝式滤波器相比，除了保持宽带、功率容量大和容易平面集成等优点外，面积进一步缩小。研究结果将在“电子学报”上发表并提交了发明专利申请。　　 第四章研究了HMSIW和SIW馈电的基片集成八木天线。利用HMSIW和SIW结构的平衡性实现Balun功能为平面印刷八木天线馈电。首先设计了SIW馈电的八木天线，为了进一步减小馈电系统的体积并扩展带宽，又设计了HMSIW馈电的八木天线。其中，HMSIW馈电的八木天线相对带宽约为30％(VSWR＜2)，增益可达10dB，实现了宽带、高增益、低剖面的印刷八木天线。研究结果在APMC2008国际会议上发表并提交了发明专利申请。　　 第五章研究了HMSIW和SIW馈电的基片集成对数周期偶极子天线及阵列。设计并实现了Ka波段SIW馈电的印刷对数周期天线及IX4阵列天线。为了进一步减小馈电系统的体积和扩展带宽，设计并实现了工作频率范围为15GHz～40GHz的HMSIW馈电的印刷对数周期天线。该天线带宽大约为1.7个倍频程(VSWR＜2)，同时其最大增益出现在Theta=00，显示了其良好的端射天线性能。实现了宽带、低剖面、低成本的平面印刷LPDA天线。相关研究结果发表在“微波学报”并提交了发明专利申请。