人工表面等离激元是一种存在于亚波长周期结构表面的电磁波,根据传输性能的不同分为人工表面等离极化激元和人工局域表面等离激元,表面等离激元的工作频率范围可以从近红外光及光波段扩展至微波及太赫兹波段,人工表面等离极化激元波导作为一种强束缚性的单导体电路,为新型电路系统的设计提供了新的可能。本论文对人工表面等离激元在天线领域的应用进行了研究,并设计了几款天线。主要的内容和贡献概括如下:论文阐述了人工表面等离激元的原理和馈电转换,提出了一款新的人工表面等离激元传输线,并研究了其传输特性。在此基础上设计了一款基于人工表面等离激元通过圆形贴片辐射的漏波天线,通过在人工表面等离激元传输线一侧周期性加载圆形金属贴片,将传输线中的能量耦合到圆形贴片中,并辐射到自由空间之中。相较于其他基于人工表面激元漏波天线双波束辐射,此结构实现了单波束侧向辐射和跨象限连续扫描,实测结果表明,该天线在7GHz-15GHz的工作带宽内实现了65°的扫描角,增益达到12dBi并在工作带宽内保持平坦。基于人工表面等离激元结构,设计了一款通过八木贴片辐射的漏波天线,在第一款漏波天线的基础上,为了增强了天线在侧射方向上的辐射能力,有效抑制禁带,将圆形贴片改为八木贴片,在5.6GHz-6.4GHz的工作带宽内,实现了单波束跨象限连续扫描,达到了10°的扫描角,实测增益达到了9.5dBi。设计了一种基于人工表面等离激元的高增益宽带端射天线,该天线基于人工表面等离激元传输线,对称加载领结型振子实现宽带辐射,并采用I型引向器阵列,实现端射方向的高增益。该天线工作在6.5GHz-8.5GHz。实测结果表明,在2GHz的带宽内,实现了最大10.8 dBi左右的增益。上述天线均进行了实物加工和测量,验证了文中理论的可行性。