基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide, SIW)作为一种新型导波结构,近年来逐渐吸引了人们的目光。基片集成波导具有传统非平面金属波导的品质因数高、功率容量大的优点,同时,基片集成波导可以采用印刷电路板或低温共烧陶瓷工艺加工实现,避免了传统波导笨重、庞大、加工成本高并且不易于与其他微波电路集成的缺点。本论文首先研究了60GHz多层集成喇叭天线的设计。利用多层介质堆叠结合金属化通孔,构建了一种片上喇叭单元天线。该天线采用基片集成波导作为馈电网络。在基片集成波导的末端,开一个横向缝隙,用于为上层的喇叭单元馈电。研究分析了缝隙尺寸、堆叠的层数等关键参数对天线性能的影响。其次,研究了基片集成波导馈电网络,设计了三种基片集成波导功率分配器基本组件。在此基础上设计了多层小型化基片集成波导馈电网络,层与层之间通过缝隙耦合。结合基片集成波导功率分配网络和喇叭单元,设计了Ka波段的二单元、四单元和十六单元喇叭阵列天线。最后,针对二单元、四单元和十六单元阵列进行了加工测试,测试结果与仿真结果吻合较好。所设计的阵列天线具有低剖面、高辐射效率与高增益的优点,适用于毫米波无线通信系统。