随着信号处理技术和集成电路技术的发展，移动便携设备将会变的越来越小，作为电波收发单元的天线，其小型化成为了人们的迫切需求。近年来，电磁超介质成为国内外的一个研究热点。电磁超介质是一种新型的人工电磁材料，它由较小的单元结构组成，这些单元就像自然界物质中的分子和原子，决定着材料的宏观电磁特性。电磁超介质有许多奇异的电磁特性，在天线中有广阔的应用前景。本文主要对基于电磁超介质的两种天线小型化方法——零阶谐振和电磁带隙结构的慢波效应进行了研究。首先介绍了电磁超介质的发展历程，以及在天线小型化中的应用；接着介绍了零阶谐振理论、慢波的存在条件，对T. Kamgaing关于“蘑菇”型电磁带隙结构的等效电路模型进行简化，并对简化后的电路模型进行理论分析；最后设计了三种小型化微带天线，分别采用零阶谐振理论、电磁带隙结构的慢波理论、分形理论与电磁带隙结构的慢波理论相结合，对天线进行仿真、参数优化、实物制作和测试，测试结果与理论分析吻合较好。主要创新点如下：1，提出一种增加等效并联电容的方法，在天线整体尺寸不变的情况下，进一步减小了天线的零阶谐振频率。2，提出一种分析电磁带隙结构慢波效应的方法，记做波导法。对波导法进行了理论论证，并利用波导法对带有覆层“米”型电磁带隙结构的慢波效应进行分析，归纳发现覆层厚度和单元高度这两个参数对“米”型电磁带隙结构的慢波波长影响较大。波导法对各种结构形式的电磁带隙结构适用，解决了怎么分析电磁带隙结构慢波效果的问题。3，提出一种以电磁带隙结构为接地板的小型化微带天线设计方法，并利用该方法设计了一种工作在2GHz的小型化微带天线。对天线进行实物制作和测试，测试结果验证了波导法以及以电磁带隙结构为接地板的小型化微带天线设计方法的正确性。4，采用分形和慢波效应两种小型化方法相结合，设计了一种工作在2.4GHz频段的小型化微带天线，天线尺寸仅为普通微带天线的39%。