本论文的研究是基于国家自然科学基金项目“调控电磁波-基于超材料和坐标变换的若干天线与散射问题研究”(项目编号：61172032)。超材料是指一些具备超常物理性质的人工复合材料。常见的超材料系统主要包括光子晶体、隐身斗篷、全吸收超材料等。近年来新型超材料天线一直是人们的研究热点。微带圆极化天线具有体积小、质量轻、剖面低、共形简单等优点,因此得到了学术界的广泛研究。但是微带天线工作带宽较窄、增益偏低、损耗相对较大、效率低等缺点,无形之中限制了它在新型的系统和设备中的应用。第三代移动通信技术已经成为当前主流的移动通信技术之一,LTE技术正在向着更快的数据传输速率、高质量服务、多增值业务结合的方向发展。LTE技术的主要应用频段为33-40号频段,目前应用最多的频段为38(2570MHz-2620MHz)号频段。所以本文主要利用超材料结构优化在该频段内工作的微带圆极化天线的性能。本文的创新点和研究主要包括以下几个方面：(1)本文通过将新型转轮状超材料结构加载在微带贴片圆极化天线的上方,来调控微带天线表面激励出来的表面电磁波,使天线辐射出来的电磁波也可以有效地汇聚。这种方法可以在一定程度上改善微带圆极化天线的轴比带宽和增益。(2)通过在微带圆极化贴片天线的贴片和接地板之间加载螺旋状MNG超材料结构,这样不仅可以减小传统的微带贴片圆极化天线的贴片尺寸,还可以省去介质基板的设计。通过改变螺旋状MNG结构的排列方式(垂直和水平),对比分析了加载螺旋状MNG结构对微带贴片圆极化天线的尺寸,增益,反射系数和轴比带宽等性能参数的影响。(3)在微带贴片圆极化天线的介质板内部加载超材料CSRR结构的补偿结构是改善微带馈电圆极化天线的一种新方法,通过调整该补偿结构的线宽,线长等参数,进而优化补偿结构的电磁参数。将补偿结构加载在微带圆极化天线的贴片与接地板之间的介质板中,调整补偿结构与接地板之间的距离,对比分析天线的性能。最后本文对以上三种超材料改变圆极化天线性能的方法进行对比,总结这三种方法的可行性和应用前景。