在通信系统的发展过程中,通信设备的性能起到了关键性的作用。作为通信系统中的关键部件,天线的研究逐步趋向于MIMO结构、多频带、6G通信和太赫兹方向。多频带技术可满足人们对频带资源的需求,MIMO系统则能够有效的改善通信质量以及提高数据传输速率,同时太赫兹频段因其具有丰富带宽及高速传输率等优点将成为未来6G通信的研究热点。由于石墨烯具有优良的电导特性和物理特性,使得石墨烯天线能够工作于太赫兹频段,同时石墨烯等低纬度材料也被用来设计各种功能性器件。本论文主要针对多频带天线以及相关器件进行设计和研究,设计了一种双频宽带MIMO天线、一种太赫兹多频带石墨烯天线和一种太赫兹布拉格反射器。论文的主要工作如下:首先,通过将两个相同的天线单元并行放置设计双频宽带MIMO阵列天线,天线结构由辐射贴片、接地板和环氧树脂（FR4）基板组成。通过辐射环内矩形贴片产生低频谐振,U形缝隙和天线辐射环的相互耦合产生高频谐振;在两个天线单元之间添加T形隔离接地背板,增加了电流路径的同时也改变整个天线的电流分布,最终使得MIMO天线满足隔离度要求。利用电磁仿真软件HFSS 15.0对天线各参数进行仿真和优化,结果表明:所设计MIMO天线具有工作在3.24-4.8 GHz和5.9-6.9 GHz的双频特性,在两个工作频段内实现相对带宽分别为38.8%和15.6%的宽带特性;添加T形单元的天线隔离度提升至-20 d B以下;天线具有良好的辐射特性,包络相关系数小于0.5,可应用于无线通信系统中。其次,根据双频宽带MIMO天线的结构,设计了一种能够工作在太赫兹频段的石墨烯天线,天线的尺寸为40μm×58.9μm。该天线可工作于1.99-2.13 THz、2.47-2.63 THz和3.85-4.07 THz三个频带,所对应谐振点的回波损耗分别为-19 d B、-20 d B和-34 d B,增益可达到5 d Bi以上。进一步将天线正交放置,得到二端口太赫兹石墨烯MIMO天线,该天线尺寸为55μm×45.8μm。天线工作在2.0-2.2 THz、2.5-2.6 THz和3.4-3.6 THz三个频带,天线在谐振点增益最高达到6 d Bi。相比于同频段金属PEC材料天线,所设计天线其隔离度提升了10 d B;同时,实现了天线的双极化特性,有助于进一步增强天线的隔离度。最后,将四个天线单元组成四端口MIMO天线阵列,其增益最高达到了7 d Bi以上。本章节设计的多频带太赫兹石墨烯天线具有尺寸小、回波损耗较好和隔离度高等特点。最后,利用石墨烯等低纬度材料特性,设计了一种太赫兹布拉格反射器,该反射器由双层狄拉克半金属交替间隔介质栅格组成。该反射器不仅可以通过改变介质栅格的介电常数,还可以通过改变单元的周期数来改善其性能。通过调整双层狄拉克半金属的耦合距离,可获得调节布拉格反射器特性的全新方法。最后,通过在布拉格反射器中添加缺陷谐振模式设计法布里-珀罗分光仪。所设计在太赫兹频段布拉格反射器可在未来集成光子电路设计方面具有潜在的应用前景。