新型人工电磁材料是近年来科学界的研究热点，它由电磁谐振/非谐振单元周期性排列而成。当尺寸单元远远小于工作波长时，可由等效媒质理论将其看成真正意义上的媒质材料。新型人工电磁材料具有自然界媒质不能或难以实现的一些电磁特性。本文通过理论设计、建模仿真、实验等方式，突出了Metamaterials在提高实际天线性能方面的作用。本文的研究内容和贡献概括如下：　　 1)利用Metamaterials结构作为新型频率选择表面的单元结构，由此实现的频率选择表面具有以下特性：中心频率稳定；对入射波大角度入射不敏感；对入射波的极化方式不敏感。与传统结构的频率选择表面相比，基于Metamaterials结构的频率选择表面具有明显的优势。　　 2)尝试将波导形式的人工电磁媒质用作微带贴片天线的人造磁电介质基底以改善微带贴片天线的性能，解决传统贴片天线尺寸与带宽之间的矛盾。　　 3)利用基片集成波导技术缩小天线的尺寸，在160*22*0.5mm的介质基板上，实现了一款低副瓣(<-20dB)、高增益(>12dB)缝隙阵列天线。　　 4)对其他形式的小型化天线进行了研究与实验。首先是一款多频段吸顶天线的设计，利用UWB天线的设计思路将GSM低频段GSM900M与DCS1800M，PCS1900M及ISM2.4GHz集成到一个天线上。另一个是将SRR结构用于手机天线的一个探索。利用双SRR结构分别对GSM900M和GSM1800M进行匹配，可有效降低天线尺寸，达到小型化应用的目的。