微带天线具备重量轻、体积小、剖面薄、易共形、成本低、易集成等优点,因此自问世以来便被应用于现代移动通信、雷达、导弹、卫星、医学设备等无线通信系统中。但是传统微带天线也有频带窄、介质损耗大、功率小等缺点,随着现代无线通信技术的发展,对天线的性能要求也越来越高,宽频带、高增益、低损耗、小型化、智能化是天线的主要发展方向。如果能设计出同时满足宽频带、高增益、小型化的天线,将对通信技术发展做出重要的贡献。横空出世的超材料给天线的发展带来了新的契机,超表面作为代替三维结构超材料的二维平面,不仅保持着超材料特殊的电磁特性,而且具有占用较少物理空间的优势。利用超表面设计微带天线不仅能展宽天线带宽,提高天线增益,还能减小天线剖面尺寸。论文针对宽频带,高增益,低剖面特性天线的需求基于超表面经过系统分析,优化并研制了天线,具体研究内容如下:1.优化设计了一种矩形等尺寸单元结构超表面宽带天线。天线末端采用扇形微带馈电结构并依据传输线模型优化多个谐振点进一步拓展超表面天线带宽。为了探索产生多个谐振点的机理,设计非均匀附加贴片单元结构,展宽了天线阻抗带宽。最后利用遗传算法对天线整体尺寸进行优化,得出最宽的阻抗带宽。2.设计了一种六边形单元尺寸渐变结构超表面宽带高增益天线。利用非均匀分布贴片单元结构能够展宽带宽机理,提出一种六边形单元尺寸渐变结构超表面来展宽带宽,非均匀分布组阵还能提高天线的辐射效率。实测结果显示,该天线阻抗带宽达到了54%（3.99～6.93GHz）,最高增益达到12.05d B,在4～6GHz范围内增益保持在8d B以上,天线在整个频带内都具有宽波束特性,实现了宽频带,高增益,低剖面等优点于一身的特性。