随着数字技术的迅速发展,芯片处理和交换数据的速率越来越快,芯片中的信号正不断地朝着超高频波段,尤其是毫米波波段发展。这对互连线的带宽、损耗、串扰等信号完整性性能提出了越来越高的要求。如今互连线的性能已经成为了影响系统的集成度和传输速率的一个瓶颈,迫切需要发展新型高速互连技术。本文对基片集成同轴互连技术进行了系统的研究,在此基础上设计并实现宽带、低损耗、高速率的互连结构,全文的主要工作如下:首先,设计并实现了一种带有共面波导转接的基片集成同轴线结构。针对基片集成同轴线结构,给出了相关设计方法。针对共面波导转接结构,通过HFSS对不同的设计方案进行了仿真分析。研究了转接中金属通孔结构的数量对转接性能的影响,并给出最合适的转接通孔设计。整体互连结构采用低温共烧陶瓷工艺（LTCC）实现,经过实验验证,它的带宽可以达到40GHz,传输速率可以达到32Gbps,误码率在10^-12以下,具有良好的传输性能。其次,本文提出了一种新型的双L型基片集成同轴线结构,并采用LTCC工艺将其实现,该结构具有传输速率高,抗串扰能力强等优点。设计中,针对双L型基片集成同轴线中内导体的拐角结构进行了详细分析和设计,并给出了最优方案。实验测量结果表明双L型基片集成同轴线可以达到60Gbps的传输速率,并且两个通道之间的耦合度在-40dB以下,具有优异的性能。此外,通过仿真对比了双L型基片集成同轴线与微带线和带状线的性能差异,仿真结果表明双L型基片集成同轴线在插入损耗、回波损耗及耦合度方面都有着显著的优势。最后,本文还提出并且实现了一种十五通道基片集成同轴阵列和一种双层四十通道基片集成同轴阵列结构,实测结果显示它们可以实现超高速率的传输。