天线作为通信系统收发前端的关键部分,其工作性能直接决定通信质量。随着无线通信技术的进步,对于天线体积,外形设计和工作性能的要求也在逐步提高。尺寸小、辐射效率高、宽频带、易于加工和集成更能满足现代无线通信系统的要求。但是电小天线的尺寸、带宽、效率之间是彼此制约的。而超介质材料作为一种人工材料,以其特有的异向电磁特性在提高天线系统的辐射散射性能,提供更多的天线设计方案方面有着诸多帮助。本文将深入研究利用超介质单元加载的方法实现天线的小型化。通过研究一些特殊形式超介质单元的电磁特性,分析其对电小天线的 Q值、工作带宽、辐射效率和增益等方面的影响规律,最终达到改善天线辐射性能的目的。　　第一章首先介绍超介质加载电小天线的研究目的和意义,其次根据经典电动力学中关于自然媒质电磁特性的定义对人工合成的超介质材料做分析和分类。超介质作为一种人工材料,人们对它的认识经历了由浅入深,由理论到实践的发展过程。　　第二章,电小天线具有高Q值、窄带宽、低增益的缺点,因而对衡量电小天线的重要指标-辐射品质因数Q值做了详细阐述,明确电小天线尺寸、带宽、增益之间的关系。通过对Q值理论的研究为电小天线的实验分析做了铺垫。　　第三章首先分析了理想单负超介质结构加载电小天线这一理论的成立依据以及将理想超材料转变为超介质单元加载电小天线的典型应用。而后介绍了超介质材料的S参数提取法。通过求出电磁波通过介质层的散射系数可以求得媒质的波阻抗和折射率,进而求出介质的等效介电常数和等效磁导率。　　第四章依据超介质单元加载理论设计、加工并测试了三种新型电小天线:超介质“门”型单元加载电小单极子天线,双频超介质单元加载电小单极子天线,双频超介质变形开口环单元加载电小环天线。第一、二种(第三种)电小天线分别利用ENM(MNM)单负超介质单元在电单极子(磁偶极子)天线激励下呈现的感(容)抗特性与电单极子(磁偶极子)在低频呈现的很大容(感)抗相抵消的原理设计而成。而后通过S参数提取的方法和电路分析方法对超介质单元的电磁特性进行分析,同时利用电磁仿真软件对超介质单元加载电小天线的辐射特性进行模拟和仿真研究,并对其进行实验测试。测试结果与模拟结果具有较好的一致性。