波导缝隙阵列天线是单脉冲雷达广泛采用的天线形式之一，具有口径效率高、功率容量大、损耗小、结构简单及方向图易控制等优点。在现代电子战中，电磁环境愈加复杂，传统的波导缝隙阵列单脉冲天线已无法满足抗干扰需求，研究具有特殊特性的波导缝隙阵列单脉冲天线已经成为热点。毫米波频段相对微波频段具有很多优点，比如波长短、频带宽以及与大气的相互作用等。因此，本文针对毫米波频段的波导缝隙阵列单脉冲天线和基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，SIW)缝隙阵列单脉冲天线展开了一系列的研究，主要工作和贡献如下:　　1)提出了利用改进的多种群组合算法用于天线的优化设计，并对毫米波低副瓣波导缝隙阵列单脉冲天线进行研究。改进的多种群组合算法综合了遗传算法、混沌粒子群算法及自适应差分进化算法的优点，通过将种群分成三个子群并分别采用不同的算法进行优化迭代，因此具有较快的收敛速度和较强的全局寻优能力，适合波导缝隙阵列天线等参数较多的优化问题。通过利用泰勒口径分布和阵列参数提取方法对天线进行初步设计，然后有选择的优化缝隙，主要采用多种群组合算法和全波电磁仿真软件结合的方式进行优化。这种设计流程简单有效，最终测量结果满足了天线在整个工作带宽内的低副瓣、低回波损耗和高增益的设计要求。　　2)双模波导缝隙阵列单脉冲天线的研究。将工作在不同频率或极化的辐射缝隙和辐射波导进行交错式排布，实现两种模式天线的共口径，并提出一种“□”型馈电网络对不同模式的天线进行分别馈电。最终实现了双频双极化天线和双频同极化天线，其单一模式的性能与同样口径的单模天线相当。当这种双模天线的两种模式同时工作时可以有效提高单脉冲雷达的抗干扰能力。　　3)波导缝隙阵列单脉冲天线带宽展宽的研究。对影响波导缝隙阵列天线带宽的因素进行分析，确定了限制带宽的主要因素，并提出了相应的解决方案。首先在辐射缝隙两侧加载优化后的金属隔板提高辐射单元带宽，然后将天线阵进行分区，并基于定向耦合器和波导H面直角拐弯结构提出了一种宽带不等功分T型结，用于子阵的馈电。最终的测量结果表明天线的工作带宽得到大幅增加，验证了方案的有效性。　　4)基于双层SIW的波导缝隙阵列单脉冲天线的研究。首先提出一种基于脊台阶结构和多节阻抗匹配结构的过渡结构，用于设计不同类型的宽带SIW到矩形波导的过渡转换。其次利用SIW结构实现了所提出的宽带不等功分T型结。然后为提高天线口径效率，研究了双层SIW波导缝隙阵列天线。最后提出一种双层SIW波导缝隙阵列单脉冲天线，其中馈电网络的H面直角拐弯与和差网络中的90°3dB耦合器均采用基于蜂窝状SIW(Honeycomb Substrate Integrated Waveguide，HCSIW)的新结构。这种双层SIW波导缝隙阵列单脉冲天线的实现，为降低波导缝隙阵列天线的成本提供了新的思路。