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自20世纪70年代末期起，毫米波微带天线始终处于的研究发展状态。由于微带天线具有一系列在工程制作上的优势上，而在毫米波段的天线具有其他相对低频天线不可比拟的高频带，因此而毫米波微带天线具有很大的发展优势。三十多年来，科学家们对毫米波微带天线展开了多层次的研究，使得毫米波微带阵列天线的技术有了长足的发展。19422
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早在1976年，毫米波微带天线的应用研究即已开展，M．A．Weiss对毫米波微带天线阵列进行了研究，制作了5GHz中心频率为的4×4平面阵和60GHz中心频率的16×16平面阵。阵列蚀刻在Roger5880介质基片上，对4×4阵列进行了测试，测试得到天线的增益达了17dBi，主瓣宽度为20˚，辐射效率75～85％。之后的几年，M.A.Weiss与R.B.Cassel合作，研制了分别工作在36.6GHz和57.4GHz的4x4微带天线阵和工作在38.4GHz的32x32元天线。其中，对38.4GHz 32x32元天线E面的副瓣电平和H面的副瓣电平分别进行测试，测试结果均在在-20dB~-25dB之间。
1978年，J.Williams利用在9GHz上的成功先例扩展到36GHz。利用标准的光刻技术，制作了8mm16 x l6元的开路带状单元，采用聚乙烯基板，基板厚度0.79mm。经测量6.8cm x 6.8cm尺寸的阵列增益达到了25dB的同时副瓣电平小于-20dB。8 x 8元和24 x 24元的阵列各有16dB和26dB的增益。同年，P.Hall等研制了一种行波平面天线。通过测试结果分析得出在高频波段，采用薄介质基片的天线性能明显要优于厚的介质基片。
1995年，John Huang研制了工作在Ka波段的圆极化高增益微带天线阵，作者提出，并联网络和串联网络的混合馈电可以让插损显着减小。
2003年，A.Garrod对四元微带直线阵列进行了研制，谐振频率为77GHz，实验测得的E面半功率波瓣宽度约为20˚，带宽约为2.6%( VSWR<2)。由于该天线不仅结构简单，而且天线各项性能良好，在工程上有着不错的应用发展。
从上世纪80年代末开始, 国内对毫米波微带天线的研制开始了迈向一个崭新的时期。1989年，西北工业大学的邹贤恒、许家栋设计了8 x 10元Ka波段串馈矩形微带天线阵。天线的中心频率为35.8GHz，增益26dB，效率50%，带宽5.8%（VSWR<2）。
1991年，国防科技大学的刘克成，宋学诚等人对研究了在小型精确制导武器应用的8mm微带平面天线阵，并且设计制作出两种形式的微带阵列，采用Roger5800介质基板：一种是厚度为0.25mm的208元并馈贴片阵，另一种是厚度为0.5mm的248元串馈梳齿阵。相关参数分别为：增益25dB和25.6dB，带宽4%和8%（VSWR<2），H面的副瓣水平-20dB与-22dB，E面的副瓣水平为-14dB和-18dB
此后，南理工的方大纲等分别对8mm波段的8×8、8×l6、16×16元方形微带天线阵进行了研制，增益分别达到23.5dB、26dB、28dB；E面副瓣电平分别为-13dB、-15.1dB、-13.7dB；H面副瓣电平分别为-11dB、-13.4dB、-15.1dB。
1995年，北理工的刘瑞祥等对工作在35GHz附近的多种贴片单元、阵列分别进行了研制，其中272元微带天线阵列的失策的增益达到了28.5dB，它的工作频带为1.5~2GHz（VSWR<2）。2005年，福州大学的彭金花对ka波段微带阵列天线进行了研究，采用keff修正算法，在厚度为0.254mmRT/Duriod5880上设计了256元微带天线，测试增益为28dB。彭金花于2013年提出一种在毫米波段的改善矩形微带天线阵元计算物理尺寸的方法。
国内的一些相关电子研究所对毫米波平面微带天线也进行了研究，电子科技大学应用物理研究所设计了一款中心频率为35.0GHz 的8元微带直线阵列天线它的带宽达到6% （VSWR<2）；中国西南电子技术研究所研制了一种 16X16 元结构紧凑的毫米波微带阵列天线，最大限度地降低了系统的体积和重量且使天线阵列的结构紧凑轻便，具有明显的技术优势；中电36所和通信系统信息控制技术国家重点实验室合作设计了毫米波宽带微带天线，采用双层介质基片结构以及容性馈电形式实现阻抗匹配以更好拓宽带宽，该结构易于加工和调试。