随着通信设备制造技术的迅速发展以及调频、扩频等通信技术的广泛应用,人们对无线通信设备尤其是手持终端设备的体积和重量小型化有更高的要求。天线作为无线通信设备中的关键部件,其性能指标直接影响系统的通信质量。因此,小型化、宽频带天线的研究成为国内外研究的新热点。电小天线通常工作于VHF或者更低频段内,被广泛应用于车载通信、个人无线电通信等设备中。受制于天线结构本身以及Bode-Fano和Youla增益带宽理论的限制,天线的高Q值与带宽效率间的相互制约关系限制了无源匹配技术的应用。由于Non-Foster元件具有电抗／电纳—频率曲线斜率为负的特征,将其应用于电小天线的匹配设计中,理论上可以克服上述困难。因此,宽带、稳定的Non-Foster元件研究,在宽带电磁结构(如天线、传输线等)的匹配网络设计中具有十分重要的意义。另外,宽带匹配是宽带吸波体的必备条件,将Non-Foster元件应用于宽带、超薄吸波体的设计,具有重要的意义。本论文首先对Non-Foster元件的具体实现形式——运算放大器型Non-Foster电路及晶体三极管型Non-Foster电路进行研究并进行实验验证。提出一种新型、紧凑的、基于电流反馈型运放的Non-Foster电路,实测结果显示其在50-500MHz内呈现出负电感特性。尤其在200-500MHz内具有稳定的负电感值-3.4nH±10%。在上述研究基础上,本文将Non-Foster元件应用于电小天线的匹配设计中。将Non-Foster元件集成于天线单元内,在不增加整体结构尺寸的同时实现天线的宽带匹配。实测结果显示,天线的相对带宽由无源匹配的约6.9%拓展为Non-Foster匹配的约55.6%,实现了电小天线的超宽带匹配。最后本文对Non-Foster元件在吸波结构中的应用进行研究,给出Non-Foster元件的引入原理,并对Non-Foster元件在吸波结构中的有效应用进行分析,仿真并给出所设计的吸波结构的等效模型。