Zr_0.8Sn_0.2TiO₄微波介质陶瓷（ZST）具有较高的烧结温度且难以烧结致密,严重制约了其在工业生产中的实际应用。本文围绕降低ZST陶瓷的烧结温度并改善其介电性能两个目标,探索不同离子掺杂对陶瓷结构的影响机理,提出了优化性能的具体方案。本文通过热分析以及样品烧成后的性能对比探索ZST陶瓷合适的预烧工艺,确定ZST体系的最佳预烧工艺为1150℃预烧2h。在预烧粉体中掺杂不同价态以及半径的Cu²⁺、Zn²⁺、Bi³⁺,探究离子掺杂对于ZST陶瓷低温烧结的影响,从致密度、结构、相成分、微观组织形貌、微波介电性能、热分析等方面进行分析。半径相近的阳离子掺杂后,进入ZST的晶格,从而造成氧八面体畸变并影响其有序度;同时有低温第二相生成,降低ZST陶瓷的烧结温度。Cu²⁺、Zn²⁺、Bi³⁺掺杂分别将样品烧结温度降至1075,1175,1200℃。但ZST陶瓷性能均有不同程度的恶化,其中掺杂Zn²⁺的ZST体系的性能恶化程度最低,其最佳性能点为εr=39.58,Q·f=32850GHz,τf=-9.8ppm/℃。在确定了ZnO作为合适的助烧剂后,选取Sm₂O₃/ACO₃（A=Ba,Sr,Ca,Mg）对ZST陶瓷体系进行掺杂改性,探究稀土离子以及碱土离子对于ZST陶瓷性能影响的机理。掺杂后,陶瓷主晶相仍为ZST相。Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺进入晶格间隙,Sm³⁺,Mg²⁺发生阳离子取代,Sm³⁺与碱土离子共同作用对其晶体结构产生影响。Ba²⁺掺杂后生成Ba₂TiO₄晶界析出。掺杂1wt%Sm₂O₃/1.5wt%SrCO₃的Zr_0.8Sn_0.2TiO₄陶瓷在1350℃烧结2h性能最佳,为:εr=44.7,Q·f=56547.6GHz,τf=4.1ppm/℃。采用HFSS仿真,以Zr_0.8Sn_0.2TiO₄微波介质陶瓷为介质层,设计了中心频率为2.45GHz的矩形微带贴片天线。其中心频率受贴片长度的影响较大,进行优化设计后得到了满足使用要求的回波损耗和驻波比。优化后的天线谐振点在2.45GHz,贴片长度为8.60mm,宽为13.42mm。