本文围绕着光子带隙(PBG)结构的小型化、实用化研究，在地面蚀刻型PBG结构、蚀刻微带线型PBG结构、多层PBG结构等方面展开工作。 针对目前常用的光子带隙结构尺寸较大的问题，本文提出了小型化思想，阐明了阻抗等效原理，证明了小型化工作的可行性，并且论证了实现光子带隙结构小型化的条件。根据光子带隙结构的小型化条件，设计了一种新型地面蚀刻型结构单元H-PBG，其长度仅是波长的1/4，并且可以单独使用，因而尺寸大幅度减小。作为应用实例，设计了采用H-PBG结构单元的谐波抑制放大器，可以显著提高微波放大器的电磁兼容指标。 针对地面蚀刻型PBG结构不利于实用封装的问题，在分析蚀刻微带线型PBG结构的基本原理的基础上，根据小型化条件，提出了新型的一维蚀刻微带线型PBG结构。其长度约为1/4波长，仅一个单元就具备显著的带隙特性。通过增加单元数目，可以进一步提高结构性能。另外提出了一种采用H-PBG结构单元的微带谐振器的设计思想，整体尺寸小于一个波长，结构极为紧凑。 在分析前述结构的基础上，提出了一种全新的PBG结构——多层结构。由于保证了接地地面的完整性，因而便于封装，实现了PBG结构的实用化。同时其结构的上表面可以制作其它微带电路，实现了PBG结构的一体化，解决了PBG结构在微波电路和微波LTCC电路中的实际应用问题。 本文还从阻抗等效原理和小型化条件出发，提出了多种调节多层结构特性的综合应用方法，提供了改善PBG性能的多种措施：Chirping技术、Tapering技术、非正方单元、阵列平面位置、多层非同质材料、H形单元等等。文中特别分析了H形单元的多层结构，该结构可以在不改变单元外部尺寸的情况下通过调整内部耦合来调节带隙特性。通过曲线拟合获得的等效电路的显式公式简化了设计过程。通过优化，可以获得一个有效的具有慢波和带隙特性的微带传输线。测量结果与仿真结果吻合得很好。 本文所提出的结构都采用PCB工艺直接制版，与传统微带电路完全兼容，因而设计简单、制作方便，可以广泛应用于微波电路之中。