设计了一种基于尺寸渐变超表面的宽带高增益低剖面天线，该天线由双层超表面和一层微带缝隙组合而成。双层超表面由分别印刷在 2个介质板上的尺寸渐变六边形阵列贴片组成,贴片之间存在非等距间隙。超表面单元尺寸渐变设计能够使天线产生多个邻近的谐振点，从而展宽带宽。通过改变超表面天线尺寸结构，分析天线的宽带辐射特性。为获得最佳宽带性能，采用遗传算法优化天线几何参数。制作并测试了一款边长为 43.3 mm，厚度为 4.853 mm的样本天线用于验证仿真结果。实测结果显示，该天线-10 dB阻抗带宽达到了 54%(3.99~6.93 GHz)，最高增益达到 12.05 dB，在 4~6 GHz范围内增益保持在 8 dB以上。该天线实现了宽频带、高增益、低剖面的特点，适用于宽带高速率无线通信的诸多领域。

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。

设计一种新型紧耦合天线阵列 (TCA)。该阵列单元采用平面蝶形偶极子, 利用单元之间的耦合效应以达到展宽天线频带的效果。通过在天线阵列与导体接地板之间加载阻性频率选择表面(RFSS)来抑制导体接地板对天线造成的短路点, 进一步增加阻抗匹配带宽。本文设计寄生层以代替传统的介质板宽角匹配层, 大大降低天线的剖面高度及质量, 改善阵列的扫描特性。仿真实验结果表明: 设计的紧耦合阵列在 1.5~14 GHz频带内有良好的阻抗匹配 (电压驻波比 (VSWR)<2), 可实现E面、H面45°宽角扫描。

针对微波能量传输领域中接收天线与发射天线发生极化失配时，整流天线接收的能量会急剧下降的问题，设计了一款工作在 2.45 GHz具有谐波抑制功能的双极化缝隙接收天线，该接收天线本身发生一定角度旋转时 仍可通过双极化的特性接收能量。通过在贴片上开大小合适、结构对称的缝隙，实现天线水平极化和垂直极化；运用缺陷地结构，实现谐波抑制功能。仿真结果显示，在 2.45 GHz处，天线的隔离度高于 17.6 dB，增益 3.9 dBi，阻抗匹配良好，在二次、三次谐波处天线的回波损耗为 -0.38 dB和-0.96 dB，仿真结果和实测基本吻合。

针对微波无线输能系统中接收天线质量轻、体积小、剖面低、易与微波电路集成的特点，设计了一款新型的具有谐波抑制功能的宽带圆极化宽缝接收天线。通过在长方形缝隙中添加末端具有圆形贴片的交叉结构实现圆极化性能，添加切角结构展宽圆极化带宽。在馈线上添加具有一定长度的开路支节，配合使用缺陷地结构共同实现谐波抑制功能。研究并测试了天线的反射系数、轴比、增益以及远场辐射方向图，仿真与实测基本吻合。仿真结果显示，该天线很好地抑制了基频5.8 GHz 的二次谐波和三次谐波，在4.5~6.2 GHz 的范围内S 11<-10 dB，相对阻抗带宽31.8%；基频5.8 GHz 处的轴比AR=1.3 dB，在频率范围4.2~6.15 GHz 内轴比AR<3 dB，相对轴比带宽37.7%；基频5.8 GHz 仿真增益6.7 dB。

微波能量传输以及无线通信系统中的天线设计, 追求剖面低、质量轻, 易与平面电路集成。基于此, 设计了一种具有谐波抑制功能的单馈背腔圆极化环缝天线。该天线工作在 5.8 GHz, 采用导波结构基片集成波导 (SIW)抑制表面波, 提高了天线增益。 SIW通过2排金属孔阵列集成在介质板上, 在介质板上蚀刻短路圆环缝隙, 辐射电磁波。采用 50 Ω微带线到 SIW过渡的背馈方式, 并在馈线上引入并联枝节, 有效抑制了高次谐波, 且实现了基于基片集成波导天线的谐波抑制。通过加工测试, 天线的轴比为 0.67 dB, 增益为6.9 dBi, 阻抗匹配良好, 前后比为 22 dB, 仿真结果与实测结果吻合良好。

基于双馈双线极化微带天线, 结合威尔金森功分器、T形结功分器及顺序旋转馈电的优点, 设计了一种新型低剖面宽带圆极化2×2天线阵列。把辐射贴片和馈电网络集成在同一介质层, 有效地利用了介质空间, 降低了天线的剖面, 增加了天线的带宽。4个天线单元顺序旋转90°, 利用一分四T形结功分器给4个单元等幅、相位依次相差90°馈电。根据Ansoft's HFSS仿真结果, 制作了样机。样机实测结果和仿真结果吻合。实测结果表明, 该天线阵驻波带宽可以达到27.78%, 3-dB轴比带宽可以达到52%, 最大增益为14.19 dB。

平面倒F天线(PIFA)辐射贴片与金属地平面的距离通常很大,限制了该天线的小型化应用。提出对U型缝隙PIFA天线中加入单平面紧凑型微波光子晶体(简称UC-EBG),利用其电磁带隙结构实现了天线的低剖面。仿真结果表明:与同等尺寸的普通PIFA天线相比较,小尺寸UC-EBG结构天线回波损耗降低了102％,带宽增加了159％。UC-EBG结构PIFA天线适合在日趋小型化终端设备中的应用。