随着无线通信系统的不断更新与升级,以及在商业、医学、军队和航天领域的需求,传统的天线必须向小尺寸、宽频段、优越的性能以及高增益方向发展。小型化的技术包括了材料的加载,改造天线的形状和叠层技术,以及在接地板上采用DGS结构、刻蚀技术和超材料的引入。本文主要工作是利用超材料的电磁特性来达到小型化这样一个目的并且拓展天线的带宽。超材料是具有优越独特性能的新型材料,已成为将传统天线小型化的最主要的途径之一,因其成功的打破了我们通常所设计的传统天线半波长尺寸的限定。文中的主要工作如下:(a)分析了超材料研究现状,基于二端口等效电路模型,讨论了超材料谐振单元结构的基本电磁理论,分析开口环的谐振频率,并从S参数提取出我们所需超材料的等效磁导率和等效介电常数。(b)讨论超材料结构单元与等效介电常数和等效磁导率之间的关联,并设计了一种的超材料结构单元,将其加载至传统微带天线,降低了其谐振频率,从而实现天线小型化。(c)将本文中设计的超材料阵列结构加载至传统微带天线中,仿真结果显示,在保持工作频率幅度几乎不变的条件小大幅度减小天线的几何尺寸,小型化比例可高达48.4%。(d)在我们所设计的超材料天线的基板和接地的接触面之间增加空气层,在保持谐振频率基本不变的条件下,有效的增大了微带天线的带宽,仿真结果表明拓展后的带宽达到了 3.98%,是原天线的6倍。(e)采用缺陷接地结构(DGS)实现微带天线的小型化,相较于传统天线,DGS天线的每个谐振点减小率均达到34%以上,第一个谐振点的带宽达到了 3.84%,并且大大的降低了回波损耗,并且制作了实物,仿真结果与测试结果吻合良好。