集成多种通信功能的小型无线通信设备，对其内置天线提出如下要求：小型化，可以蚀刻在PCB板上或与设备构件共型，容易驱动，容易实现多频且全向辐射等。微带天线，由于其自身优势，使它完全可以满足对上述天线性能的要求。在当今，微带天线被广泛应用于多功能、高性能的小型通信设备中。本文在研究了微带天线的馈电方式、辐射原理、实现多频辐射方法等有关微带天线技术知识的基础上，对实际应用于无线局域网WLAN和全球微波接入技术WIMAX的小型多频微带天线进行了研究与设计。并在掌握实现微带天线多频辐射的基础上，进一步研究扩展微带天线带宽的方法，研究并设计出可应用于超宽带通信系统的小型超宽带微带天线。论文的内容分为三个部分：第一部分，首先阐述了本论文的研究目的与意义，并对国内外的研究现状做了概述。其次，对研究多频微带天线所涉及到的重要理论知识做了详细的介绍。第二部分，在研究了微带天线的馈电方式、阻抗匹配技术、辐射原理、实现多频辐射方法的基础上，设计了5款结构新颖、性能可靠的小型多频微带天线。它们分别是：1.基于共面波导馈电方式的可以应用于无线局域网WLAN的单极子双频微带天线；2.基于微带线馈电方式的可以应用于无线局域网WLAN和全球微波接入技术WIMAX的背地结构单极子多辐射枝节多频微带天线；3.基于耦合馈电方式的可以应用于无线局域网WLAN和全球微波接入技术WIMAX的单极子多谐振单元多频微带天线；4.一种基于组合馈电方式的应用于无线局域网WLAN和全球微波接入技术WIMAX的加载寄生贴片的单极子多频微带天线；5.应用于无线局域网WLAN带巴伦馈线的偶极子多频微带天线。其中第4款基于混合馈电方式的多频微带天线设计是在前三款天线设计的基础上综合改进得来，它拥有进一步改进的馈电系统和天线设结构，其主要的天线性能参数优于前三款天线设计；在第5款偶极子天线设计中，设计出了一款结构简单高效的巴伦馈线结构。第三部分，在实现微带天线多频辐射的基础上，进一步研究扩展微带天线窄频带的方法，通过引进一种新型渐变结构的缺陷地，并利用多频辐射技术，设计出一款结构新颖、性能稳定，相对带宽超过110%的超宽带微带天线设计。