近年来，随着微带天线技术的不断发展，微带天线广泛应用于各种通信领域。其重量轻、制作简单、造价低廉的特点也充分为人们所发掘。而随着通讯设备功能的不断完善化，微带天线的缺点也逐渐暴露了出来。一般的微带天线往往因为其带宽低、效率低等缺点无法满足通讯设备的需求而遭到弃用。随着全球定位系统(GPS)在全世界的高速发展，人们对GPS天线性能的要求也越来越高，GPS天线不仅要满足圆极化的特性，其工作带宽和天线体积也有一定的要求。本文主要针对GPS微带天线的宽频带和小型化等问题，在一般GPS微带天线设计的基础上，进行了一些新的优化设计和研究，并给出了具体的设计过程和仿真结果与分析。设计了工作在1.575GHz的双层微带天线，大幅度提高了微带天线的工作带宽，其阻抗带宽达到20%，圆极化带宽达到11.4%。在GPS微带天线中使用Koch分形结构，在传统微带天线的基础上利用表面开槽来实现天线的小型化设计，在不改变天线工作频率的前提下使天线面积缩小为原来的1/4。设计了一种2*2的4元天线阵，让阵元依次呈90°旋转分布，并对各阵元依次进行等幅90°相位差馈电，通过HFSS软件进行仿真验证其阻抗带宽达到17.8%，圆极化带宽达到40%。