随着通信系统业务的快速拓展，通信设备不断地向小型化发展，对天线尺寸、集成化及工作频段的要求也越来越严格。在某些通信场合，较低的通信频段导致传统半波长微带天线的实际尺寸偏大，故采用一定措施实现尺寸减小是非常必要的。同时为了实现对通带内其它频率的抑制作用，很多通信系统都要求天线具备稳定的多频工作特性。而传统的增频技术仅能产生2-3个性能稳定的工作频段，且调试过程极其繁琐。因此，研究和设计出性能优良的小型多频微带天线已经成为一个迫切的需求。　　 超介质的成功合成为天线小型化和多频特性的实现提供了更为简便的途径。本文利用两种不同形式的超介质——复合左右手传输线和腔体型超介质，分别构建了四种不同类型的超介质微带天线，均实现了天线的小型化和多频工作特性。两大类超介质在微带天线中的不同加载方式，还使得天线其它性能得到不同的改善。根据超介质理论可知，基于超介质微带天线更容易实现天线多频性能，进一步降低物理尺寸。针对通信系统要求实现天线小型化和多频特性的问题，本文系统地研究了超介质微带天线构造方案和分析了超介质几种不同加载方案各自的优缺点，主要研究工作如下:　　 (1)运用电磁仿真软件HFSS和MATLAB联合仿真，着力构建性能优良腔体型超介质模型。通过调节模型结构实现超介质在微波S、C频段中具有双负特性。　　 (2)通过在普通多频微带天线的介质基层内和辐射贴片外部周期地加载腔体型超介质单元，分别实现多频微带天线的小型化，并用HFSS软件仿真分析加载超介质前后微带天线工作频段、方向图和增益等参数变化。　　 (3)基于复合左右手传输线原理，利用电磁仿真软件HFSS设计一种基于复合左右手周期性结构的小型多频超介质天线。结合缝隙切割技术，在周期性结构基础上重构和加工了一种基于复合左右手非周期结构的小型超介质微带天线，实现其谐振频率能够覆盖WLAN的通信频段。　　 (4)对比基于腔体型结构和复合左右手结构的超介质微带天线，总结两种不同类型各自的优缺点。对复合左右手非周期结构的超介质微带天线加载腔体型超介质覆层，实现天线物理尺寸的二次减小，进一步实现小型化、高增益和高方向性目标。　　 (5)加工超介质微带天线的实物并进行性能测试。在整个频段内天线辐射性能良好，而且天线尺寸较小。本文所研究设计的微带天线在各方面性能都取得了较好的效果，在移动通信、WLAN等领域具有实用参考价值。