近些年来,超材料(Metamaterials)由于具有特殊的电磁特性在应用电磁学、固体物理学以及材料科学等方向受到越来越多的关注,已经成为当下研究的热点之一。所谓超材料是一些人工材料的总称,能实现自然界中一般材料所不具备的且具有实用价值的电磁特性。人工磁导体(Artificial magnetic conductors,AMC)就是一种典型的超材料,其在反射带隙内具有理想磁表面的性质,基于此特性在制作低剖面天线以及改善天线辐射性能方面有着巨大优势和应用前景,因此研究AMC结构有着极高价值。半波振子天线由于全向辐射导致定向增益较低,不利于实际应用。为改善其缺点,需要在天线一侧加载反射面提高定向增益,为此本文以AMC结构应用于半波振子天线为背景,做了深入的探讨和研究。本文首先给出了AMC结构的反射带隙形成机理,对影响反射带隙的重要参数进行了详细分析并得出相关结论。其次设计了特定反射频率的AMC结构并应用于偶极子天线,在这其中为探寻AMC最优结构即天线定向增益达到最大,本文分别探讨了AMC结构贴片元素正方形排列、矩形排列以及接地板对定向增益的影响,并在此基础上提出了两种新型元素排列方式。最优AMC结构与加载理想电表面偶极子天线相比较,天线不仅实现了低剖面的实际应用需求,而且天线的定向增益提高了3.6dB。最后为获得更高增益天线,本文将最优AMC结构应用于天线阵中。主要从两方面进行了研究：(1)分析了平行与共轴振子二元阵加载AMC结构与理想电表面的带宽以及定向增益的大小,从结果看加载前者的效果明显优于后者；(2)在相同的AMC结构上通过改变四元阵中天线单元的排列方式,寻求天线定向增益最大的排列方式。