天线是发射和接收电磁波的重要射频前端器件，是无线通信系统必不可少的重要组成部分。近年来，随着个人通信和无线网络技术的快速发展，天线正朝着小型化、多频段、宽频带、智能化方向发展。微带天线以其特有的体积小、重量轻、剖面低、容易加工以及便于与微波电路集成等优点，成为近些年天线领域研究的热点。本论文旨在对微带天线的多频段工作进行深入的研究，设计了三款新颖的多频段微带天线。本文首先简单地介绍了微带天线的目前发展现状以及小型化、多频段微带天线的研究背景和最新进展。然后阐述了微带天线的基本理论和分析方法，包括经典的理论分析方法和目前主要应用的数值计算方法。接着对当前微带天线的各种小型化、多频段和宽频带技术进行了归纳总结。最后详细介绍了本文提出的三款新型多频段微带天线。第一种天线结构为在圆形贴片上开槽，采用底面同轴线馈电；第二种天线结构采用共面波导(Coplanar Waveguide, CPW)馈电，由一矩形环单极子和一U型贴片组合而成；第三种天线结构采用电磁耦合馈电方式，在地板上“开窗”并加载矩形贴片和U形槽而成。针对这三种天线结构，采用Ansoft公司的电磁仿真软件HFSS，对天线各项性能指标随天线结构尺寸参数的变化规律进行仿真探究。当达到了天线预定的性能指标时，记录下天线的尺寸参数值。在仿真优化结束后，根据尺寸参数值将天线加工成实物天线。并用矢量网络分析仪对实物天线进行测试，天线回波损耗的实测结果和仿真结果基本吻合。所设计的天线能工作于2.4/2.5/3.5/5GHz频段，在各个频段上性能指标满足要求，可以应用于无线局域网(Wirele Local Area Network, WLAN)、微波存取全球互通(World Interoperability for MicrowaveAccess, WiMAX)等无线通信系统中，对实际的无线通信应用有一定的参考价值。在本文的最后，对完成的具体研究内容及创新之处进行了总结，并且提出了进一步探索与研究的设想方案。