光子晶体是一种具有频率禁带的新型周期结构。根据禁带形成机理的不同,分为布拉格散射型光子晶体和谐振型光子晶体。本文主要研究谐振型微波光子晶体及其在微带天线中的应用。本文的工作重点是以高阻表面为代表的谐振型光子晶体带隙特性研究和光子晶体天线的设计。首先综述了光子晶体的概念、分类、分析方法及其目前的应用概况。然后阐述了光子晶体的基本理论、高阻表面光子晶体的等效介质模型以及微带天线的基本原理。在此基础上,主要研究了以下内容:(1)研究了方形贴片单元的高阻抗表面光子晶体,针对贴片单元边长、贴片的间距、基板厚度、基板介电常数、以及过孔尺寸对入射电磁波反射相位的影响进行了仿真分析。(2)采用三层高阻抗表面结构实现了2.45GHz频段的高阻抗表面光子晶体的小型化。(3)光子晶体在微带天线中的应用。仿真结果表明,加载光子晶体结构后的天线提高了主辐射方向的增益,降低了副瓣电平,减小了天线单元之间的互耦。同时可以看到当表面波功率较大时,微带天线的性能改善更为明显。计算结果由商业软件HFSS仿真得到。