根据通信系统中对超宽带传输的要求，设计了一种基于共面波导馈电(CPW)的高隔离度二阻带超宽带多输入多输出(MIMO)槽天线。天线由两个正交放置的辐射贴片组成，印制在FR4介质基板上，辐射贴片为矩形与半圆形相结合的渐变形结构。在辐射贴片处刻蚀C形槽，以及在辐射贴片背部加载开口谐振环(SRR)，可抑制WLAN和X波段的干扰。通过引入栅栏形枝节，提高了MIMO天线的隔离度。实测结果表明，该天线工作带宽为3.00~10.66 GHz，此范围内端口隔离度S21均低于-27 dB，在5.11~5.96 GHz和6.82~7.86 GHz处具有阻带特性，包络相关系数(ECC)均小于0.03，可应用于需要抑制多个窄带信号干扰的超宽带MIMO通信系统。

具有非对称电磁响应特性的单向类电磁诱导透明效应（EIT-like）是超材料领域重要的研究课题之一，然而目前缺少可动态切换的单向EIT-like实现手段。基于此，提出一种利用二端口的微带谐振腔与两个开口谐振环之间的耦合作用构造单向EIT-like的方法，只有特定端口能够激发出EIT-like效应，其非对称反射系数对比度达到98.7%。在此基础上，结合可调的复合左右手传输线，对微带谐振腔与开口谐振环间的耦合情况进行动态调控，从而改变单向EIT-like的激发端口，实现了激发端口可电切换的单向EIT-like，推动EIT-like在光学存储、光调制、传感等方面的应用。

水胺硫磷作为一种高效广谱农药常用于蔬菜害虫防治，但其高毒性、易残留的特点对人体健康构成巨大风险，为此本文提出利用基于超材料的太赫兹技术检测蔬菜中低质量浓度的水胺硫磷。根据开口谐振环原理设计了一款高性能超材料，其品质因数Q达到65。通过测试白菜叶中不同质量浓度水胺硫磷在超材料下的太赫兹频谱，建立了谐振峰频移量与质量浓度的指数拟合模型，其决定系数R²达到0.99765，实验检测质量浓度最低至0.00087 mg/L。相较于传统方法，超材料结合太赫兹技术不仅具有更低的检测限还简化了预处理环节。因此本文提出方法可高效、快速地检测蔬菜中低质量浓度的水胺硫磷。

该文提出了一种工作于30~32 GHz的毫米波差分移相器，其尺寸为30 mm×18 mm×0.127 mm。该移相器以微带线为基础进行设计，由中心圆环及一对开口谐振环(SRR)共同组成。通过改变中心圆环的半径大小实现在工作频段内的S参数优化。以参考线的输出相位为基准，通过改变开口谐振环半径依次实现22.5°、45°、90°的差分移相。结果表明，在所设计的频段内，该移相器的回波损耗小于-10 dB，插入损耗小于1.4 dB，仿真最大移相误差小于5°。该移相器结构简单，便于制造。通过实物样品测试，验证了其仿真结果的可靠性。

设计了一种新型的基于非对称共面波导(ACPW)馈电复合左右手传输线(CLRH-TL)的四频段混合小型化天线。天线由非对称共面波导接地面加载互补开口谐振环缝隙、单极子天线终端加载复合左右手传输线单元组成, 将常规单极子天线与超材料结构的零阶谐振器天线双模式混合。实测结果表明: 天线回波损耗大于 10 dB的阻抗带宽分别为 1.55~1.65 GHz,2.4~3.7 GHz, 5.15~5.36 GHz,5.71~5.89 GHz, 通带内具有良好的辐射特性。天线结构简单紧凑, 易于集成, 可应用于 GPS,WLAN和 WiMAX无线通信系统中。

设计一种带有开口谐振环(SRRs)引向器的新型端射天线。天线由反射板、地板、辐射单极子和开口谐振环组成。天线的反射板结构使天线在低频处阻抗匹配，有效地提高了天线带宽; 用六对开口谐振环结构作为天线的引向器，很好地实现了天线的高增益。仿真和实测结果表明，天线阻抗带宽达到 73.7%(2~4.21 GHz)，增益为 4.3~10.3 dB; 在天线的带宽内，天线的辐射方向图稳定，设计的天线满足 S波段无线通信领域的需求。

对偶极子天线加载方形开口谐振环所构成的太赫兹微结构光电导天线性能展开分析研究。在偶极子天线的基础模型上,基于耦合波理论描述微结构共振模式在入射光和微结构相互作用下振幅的动力学过程;通过调整结构参数模拟分析太赫兹波与结构间的局域耦合特性关系,仿真对比偶极子和微结构光电导天线参数与太赫兹辐射时域脉冲波形和频谱特性关系,以及偶极子天线与微结构天线辐射方向的仿真结果。研究结果表明,随着天线结构参数,如极间间隙的增大,结构间的耦合系数逐步增大,耦合强度逐渐增加,产生的局域电磁共振模式使共振频率处的电磁能量得到极大增强。调整长度、宽度和极间间隙获得最佳结构参数,使最大辐射强度提高了340%,共振峰值逐步发生频移,频率移动范围为0.2~0.8 THz。

基于三维开口谐振环(SRR)阵列和微流通道,在太赫兹频段内实现了一款基于超材料吸波器的高灵敏度折射率传感器,三维SRR阵列完全浸没于微流通道内,注入微流通道内的液相分析物在作为被测分析物的同时还充当了超材料吸波器的中间介质层。当微流通道的高度固定为33.1 μm,而注入微流通道内的液相分析物的折射率从1.0变化到1.8时,该太赫兹超材料吸波器可作为折射率传感器,对应的折射率频率灵敏度达到379 GHz/RIU。仿真结果表明,该太赫兹超材料吸收体传感器的谐振电磁场被扩展到三维空间,并在微流通道内得到了很大程度的集中和增强,从而实现了谐振电磁场与待测分析物的空间重叠,增强了谐振电磁场与被测分析物之间的相互作用,进而实现了对液相分析物的高灵敏度传感。同样基于CST Microwave Studio仿真软件仿真研究了微流通道的高度和顶层覆盖电介质的厚度对超材料吸收体传感器的折射率灵敏度的影响。通过选择合适的微流通道高度和覆盖电介质厚度可获得更高的折射率灵敏度。总之,基于三维SRR阵列和微流通道的太赫兹超材料吸收体传感器具有更高的品质因数和折射率频率灵敏度,在无标记的快速生物医学传感中具有潜在的应用。