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。

设计了一种CPW馈电的平面宽缝天线。采用Koch分形技术拓宽了天线的带宽，使用HFSS软件对CPW馈电线和矩形匹配枝节的尺寸和位置进行了优化设计。对制作的宽缝天线进行了回波损耗、方向图和增益的测试。测试结果表明，天线的带宽达到14~5.8 GHz，带内增益波动小于3 dB。该天线系统的研究在功率检测、5G通信、雷达系统等领域有较强的拓展性和应用前景。

为了满足目前可植入式医疗设备对天线小型、宽带、频率性能稳定的需求，提出一种新型医疗频段(ISM)可植入式天线，天线具有阶梯形状的对称结构，共面波导馈电。采用立方体形状的人体模型填充肌肉，天线置于人体中心部位，仿真设计天线覆盖医疗频段(ISM)，分析了天线处于胃、小肠、皮肤等组织材料中仍能够覆盖 ISM频段。在配制的模拟人体肌肉溶液中对天线进行测试，带宽为 2.02~2.5 GHz。天线尺寸 4 mm×11.9 mm×0.8 mm，采用 FR-4材料，与目前已有的可植入式天线相比，天线具有体积小、带宽宽、制作成本低等优点，可应用于心脏起搏器、胶囊内镜等可植入式医疗设备。

针对传统微带圆极化阵列天线存在带宽较窄、尺寸较大等问题，提出一种新颖的基于共面波导 (CPW)槽线转换结构的无空气桥功分器，并基于此功分器设计了一款紧凑型高定向性圆极化阵列天线。设计的共面波导功分器利用共面波导奇模式方法实现了能量分配，不需使用空气桥结构及四分之一波长匹配线，因此尺寸更加紧凑，结构更加简单。利用此功分器设计的圆极化阵列天线剖面厚度仅为 1 mm，轴比带宽为 4.14%，阻抗带宽为 7.03%；在 5.8 GHz时，实测增益为 8.412 dBi，在保证低剖面、小尺寸的同时，可提供足够的工作带宽以及天线增益。

设计制作和测试了用于光波长1.55 μm的40 GHz共面波导(CPW)行波电极的电光调制器。假设聚合物材料的电光系数γ33为30 pm/V，设计的调制器性能参数分别是半波电压Vπ=12.9 V和调制带宽46.46 GHz。用有完全自主知识产权的清华大学化学工程系研制的二阶非线性光学聚合物材料BPAN-NT作为聚合物电光调制器的芯层材料制作了调制器。对调制器的各项特性参数进行了直流、低频和微波的测试，在1.31和1.55 μm波长上测得直流Vπ分别为55.5和83.3 V，折算得芯层材料的电光系数γ33=4.65 pm/V。同时测得消光比为15 dB。在50 MHz～40 GHz，电极系统实际的微波损耗系数α0=0.42 dB/(cm·GHz1/2)，用此值理论计算的调制带宽为42.70 GHz。在4～17 GHz用光谱仪观察到微波调制光的现象，并测得电光调制器调制度。

针对有机无机杂化的电光材料设计了单模加载条形的波导结构,模拟了这种结构中光场的分布,制作了直波导,测得其传输损耗为2.0 dB/cm;采用这种加载条形的波导结构设计了马赫-曾德尔干涉型(MZI)电光调制器,通过对MZI结构互作用区的优化选择,互作用区两波导间距为30 μm,长度为15000 μm;通过分析共面波导型行波电极的中心电极宽度及中心电极与地电极间距对特性阻抗、重叠积分因子以及半波电压的影响,得出中心电极宽度9 μm,中心电极与地电极间距5 μm时,器件半波电压最低,为8.4 V。器件制作完成后对其进行测试得出了线性调制曲线,并测得半波电压为9.0 V,与理论值基本符合。

为了增加天线带宽,提高天线机械稳定性,改善天线性能,提出并设计制作了一种工作在35 GHz的硅基MEMS渐变式缝隙天线.针对渐变式缝隙天线在毫米波频段介电常数高、衬底极薄、易碎、不易制作等问题,利用ICP深刻蚀工艺在衬底上形成了周期性通孔阵列,从而减小了衬底有效介电常数,增加了衬底厚度,同时利用共面波导-槽线对该天线进行馈电.仿真结果表明,该天线带宽为28.2%,增益为8.7dB.采用微机械工艺对该天线进行加工,测得其带宽为13.2%.与传统天线相比,该天线进一步提高了天线衬底的机械稳定性,增加了天线带宽,且易于集成.

在厚膜多孔硅(PS)/氧化多孔硅(OPS)衬底上,结合聚酰亚胺涂层改善表面,研制低损耗、高性能射频(RF)/微波(MW)共平面波导CPW(Coplanar Waveguide).通过在N和P型硅上形成不同厚度PS膜,并对其上的CPW进行分析比较,厚膜PS与石英的共面波导插入损耗非常接近,远小于在2000Ω·cm高阻硅上形成的多晶硅-氧化硅组合衬底:在0-33GHz范围,插入损耗小于5dB/1.2cm;33-40GHz范围,小于7.5dB/1.2cm.

根据单平面技术将多功能子系统分为基本块和简单电路模型的设计方法,用于设计单平面的双相调制器/混频器.主要用于智能交通收费系统的微波非接触式ID卡中,其工作频率为5.8GHz.采用电磁场计算与传统传输线及计算机辅助设计相结合的方法分析设计了该子系统的主要部件,使其具有尺寸小、集成度高、结构紧凑、性能好、成本低、易于加工等优点.