随着5G和物联网的全面推进，对互联枢纽——天线的辐射特性有了越来越高的要求。3D打印技术的商业化应用与新材料的不断涌现使得天线的设计有了更多的可能性。在这样的背景下，非均匀压缩天线是一个非常有价值的研究方向。通过非均匀压缩，控制天线上的电流分布（如幅度比例、相位等）以及天线近邻的电磁场分布，可以实现对天线的小型化、增益强化、波束赋形、阻抗改善或模式增加等功能，同时也赋予了天线设计更多的自由度。本文的主要工作有：
　　1、提出非均匀压缩天线的概念，详细分析了偶极子三次模中心部分介质加载的机理以探索非均匀压缩带来的效果。通过部分介质加载控制电流分布，继而有效地控制方向图。设计、加工、测试了一款非均匀压缩的缝隙天线来验证非均匀压缩理念，该天线不仅获得了高增益，还引入了新的模式形成宽带，显示了非均匀压缩的潜力。
　　2、针对偶极子的一次谐振模式进行首尾两端的介质压缩，令其同时获得尺寸和增益的优化，尺寸缩减了36%，增益提升了0.65dB，突破了传统半波偶极子的增益极限。改变尾端的压缩强度，在中心激励出了具有角锥型方向图的四次模偶极子。利用首尾压缩偶极子在不同加载介质半径下的输入阻抗相位变化，实现了两个等长正交偶极子的自相移圆极化天线。该天线兼具尺寸和增益的优势，圆极化辐射性能良好。
　　3、拓展非均匀压缩的概念，使用水介质部分地压缩天线近邻的电磁场。设计、加工、测试了一款频率可重构的双频单极子天线，水介质套筒的引入产生了新的电流模式，且与原有四分之一波长单极子电尺寸相同，获得了相似方向图的特性。并从水介质套筒出发，阐明介质套筒的效用及其与金属套筒的异同。提出了水介质共面波导结构。利用水介质对电磁波的压缩引导，可以有效地改善天线的阻抗特性。利用商用3D打印技术加工并测试了天线，该天线在平面透明的特性外，具有较宽的阻抗带宽，在高频达到了较高的辐射效率。