随着中国的迅速发展，高等级高速公路在发展中占据越来越重的承载作用，根据国家公路相关规划，预计到2030年公路交通运输需求将会在现阶段基础上提高一倍。当沥青路面工作一段时间后，由于自然环境与频繁负载的原因会导致高等级高速公路出现坑槽、裂缝、龟裂、拥包与裂块等不同形式的病害现象，这就导致了其需要合理的修复与养护服务，以保证其对运输需求的承载工作。本文在研究沥青路面微波热再生技术的作用机理基础上，通过设计合理的沥青路面微波加热装置，从而对沥青路面进行合理的修复与养护工作，用以延长沥青路面的工作寿命。　　论文首先研究沥青路面再生技术概况，然后研究微波热再生机理，分析沥青路面微波加热的特点以及效率等关键问题，为提高沥青微波加热技术的加热区均匀度与加热区工作效率提供理论依据；本文研究喇叭了辐射器，根据微波加热原理设计合理参数并进行初步分析。论文对加热装置的工作原理、系统组成与优化参数进行相关的研究，并在此基础上进行了对应的实验。从而得出了喇叭辐射器与加热装置的加热区均匀度特性。　　为了进一步改善加热均匀度，本文提出了径向螺旋天线辐射器。详细介绍了径向螺旋行的设想、优化方案与优化参数，研究分析了径向螺旋天线辐射器的特点，从加热区均匀度、加热效率等角度对两种辐射器进行了相关对比研究与实验，获得了比喇叭辐射器更好的均匀加热区与更高的工作效率。　　本文为了对辐射器加热区的均匀度与转换效率问题进一步的优化，提出采用电磁超材料结构提高有效热转换效率。论文对EBG结构的设计进行了详细说明，给出了新型辐射器的模型结构，并研究分析了新型辐射器的工作特性。与前两种辐射器相对比，得到了更好的加热区均匀度与更高的能量转换效率。　　本文优化了喇叭天线设计、提出径向螺旋天线辐射器，采用电磁超材料结构等方法有效提高了微波沥青路面加热的均匀度和效率。为了进一步缩短加热时间，达到大规模工程使用化的目的，结合多种技术，需要进行下一步研究。