在传统天线设计中，高增益和小型化难以同时实现，新型碳纳米管阵列天线的提出给上述问题的解决带来了希望。根据纳米物理，在碳纳米管内运动的电子具有弹道输运效应，因此该天线较传统天线而言具有更低的损耗。同时，由于碳纳米管没有导体的电磁屏蔽效应，因此可以对该天线进行三维组阵，从而获得更高的方向性。 理论分析表明，在外加周期激励时，金属性碳纳米管中电子做相同频率简谐振动，与电基本振子在外加激励下的响应相同。因此，在理论计算时以微小金属棒作为纳米管的等效电磁模型，并以此对纳米管阵列的组阵进行研究。对微小金属棒阵列的理论计算和软件模拟表明，三维组阵可以获得更高的方向性。在此基础上，根据天线阵列理论，本文利用实验室制备的碳纳米管阵列构建三维天线阵列：在垂直于预期最大辐射方向的平面内采用二维边射阵，在最大辐射方向上采用准端射阵的组阵方式。对该结构进行的软件模拟仿真验证了组阵设计的有效性。最后，对制作的碳纳米管阵列天线进行了实验测试。结果表明，碳纳米管阵列天线可以在较小的尺寸上实现较高的增益，验证了纳米阵列天线的优越性。