变换光学技术让人们可凭自身意愿来控制电磁波的传播路径。最著名的例子就是“隐形斗篷”,它可以引导光线绕过物体使物体变得不可见。变换光学理论提供了一种简洁的设计方法,通过材料的电磁参数与空间变换相联系,使得电磁波在实际物理空间和虚拟空间的传播路径相同。依据此设计理论,通过合理的规划实际物理空间和虚拟空间,我们可以设计出各种类型的新型电磁设备。但直接通过坐标变换推导出的介质材料通常为各向异性且不均匀的,并有可能伴随着本构参数为零值或无穷大等问题。为此我们根据共形变换可以极大简化材料的特点,提出分段共形变换法用于变换光学的电磁器件设计。本论文主要研究内容如下:第一,基于变换光学的坐标变换法设计电磁光学器件。首先介绍三维球形隐身衣的设计。接着阐述几种可以实现简化二维隐身斗篷材料的设计方法。总结二维圆柱型隐身斗篷的一般设计规范以及在此基础上提出一种变换函数用于设计圆柱型隐身斗篷。接下来我们利用多重折叠变换函数实现将方形隐身斗篷由封闭型变换成开放型的思路,验证开放式电磁旋转器的设计,本文涉及开放型三角、方形与六边形旋转器的设计验证。第二,基于共形变换光学提出分段共形变换光学的设计方法,且依据分段共形变换法设计四波束定向天线与六波束不规则定向天线。通常变换光学的坐标变换法对设计所需的材料要求极高。共形变换法可以大大简化材料,但对几何形状的条件要求一般较高,导致难以广泛应用。所提出的分段共形变换法,与以往的共形变换方法相比更加简单而有效,使用方便灵活且拥有控制材料折射率范围的能力,基于分段共形变换的电磁器件设计具有广阔的应用前景。