本论文围绕着可控人工结构材料及其在天线中的应用进行了系统的研究。主要研究了加载变容二极管的变容型可控表面结构人工材料和体结构人工材料两种材料的电磁可控特性。并将变容型可控的人工结构材料应用到天线设计上，分别实现了频率可重构天线和方向图可重构天线。此外，针对石墨烯新型材料在微波高频段可控的人工结构材料中的应用进行积极探索，为设计高频可控的人工结构材料提供了思路。论文的主要内容和结论如下：（1）变容型可控的表面结构和体结构人工材料电磁特性研究。分别提出在高阻抗表面上和体结构人工材料上加载变容二极管来实现谐振频率和电磁性质大范围连续可调的可控人工结构材料。分别研究了变容型可控的表面结构和体结构人工结构材料的电磁性质随变容二极管电容的调节规律。研究结果表明可控的表面结构人工材料的带隙在1.8GHz-3.2GHz范围内连续可调。可控的体结构人工材料的谐振频率及其电磁参数在较大范围内实现连续的调控。（2）变容型可控的人工结构材料在可重构天线中的应用。将变容型可控的表面结构人工材料和体结构人工材料分别应用于设计频率可重构天线和方向图可重构天线。建立了基于变容型可控的频率可重构天线和方向图可重构天线的物理模型。研究结果表明：频率可重构天线的工作频率可在较大的频率范围内连续可调，方向可重构天线的方向图可实现在34范围内连续可变。进一步证实了变容型可控的人工结构材料的大范围连续可调特性。（3）基于石墨烯的高频可控的人工结构材料研究。针对传统可控器件在微波高频上存在的问题，提出利用石墨烯来构造高频段快速连续可控的人工结构材料。实验证实了石墨烯FET的电导率和载流子浓度的可调性能。在高频设计了基于石墨烯的可控的人工结构材料，仿真结果表明材料的电磁特性能实现较大频率范围内连续可调，初步证实了基于石墨烯的可控人工结构材料的电磁可调特性。