随着第五代移动通信技术（5G）的普及,无人机、物联网、自动驾驶等新兴技术的应用,使得无线通信的场景越来越复杂。当前的无线通信系统也面临着许多挑战,其中最主要的一个就是频谱资源稀缺的问题。目前主流的无线通信技术占用了6 GHz以下的微波频段,造成了频谱资源紧张,导致了传输速率受限,难以满足现代无线通信设备对于大带宽的需求。因此,第五代移动通信技术将会采用毫米波频段进行通信。由于受到大气衰减的制约,所以毫米波频段不适合长距离传输。故相比于Sub-6 GHz频段,毫米波通信基站的数量会大大增加。为了节省成本,将来的基站应该更多是建立在人流密集的城市区域。然而,在人流密集的城市区域进行高速率、大带宽通信总结起来有以下技术难点:一个是毫米波在大气中传播衰减严重,到达接收端的信号比较弱;另一个是毫米波的波束比较窄,导致毫米波通信覆盖的范围较小。解决上述问题的关键在于毫米波天线的设计。一方面,毫米波在大气中传播衰减较快,所以要求毫米波天线需要满足高增益的特点,以对抗信号在传输过程中的损耗。另一方面,当毫米波天线实现高增益时,所带来的另一个缺点就是波束变窄,最终限制了信号的覆盖范围。因此为了解决这个问题,毫米波天线还应该实现动态波束扫描。以上几个关键技术在Sub-6 GHz频段容易实现,而在毫米波频段就非常具有挑战性。为了解决毫米波通信传输损耗大、覆盖范围小等问题,本文将从菲涅尔波带透镜天线入手,结合液态材料的可重构性、二氧化钒材料的相变特性,设计了液态菲涅尔透镜天线、组合式液态菲涅尔透镜天线以及基于相变材料的菲涅尔透镜天线。设计的透镜不仅能够提高馈源天线辐射方向上的增益,而且可以实现馈源天线的动态波束扫描;从而克服毫米波通信传输损耗大、覆盖范围小的缺点。