天线在现代无线通信中担任着辐射和接收无线电波的重要角色,通信系统能够顺利完成通信任务的前提是要有一副性能指标良好的天线。目前人们对无线通信技术的追求表现在对各种智能化、多功能手持设备的强烈依赖以及对信息传输速度的高要求,设备智能化、多功能意味着天线多频化,天线带宽影响通信效率,因此,小型、多频和宽带天线技术成为天线的主流设计趋势,对现代通信系统的发展起着重要作用。本文首先介绍了微带天线理论、天线多频化、宽带化的发展趋势和实现技术,并通过三部分来完成对微带天线的研究与设计工作。第一部分主要设计了两款多频微带天线,首先针对天线小型化要求,采用具有充实填充性和自相似性的Sierpinski三角分形结构,并在分形天线结构上添加易于调节的微带辐射枝节改善天线谐振特性,展宽天线带宽。其次采用共面波导天线基本模型,通过U形辐射贴片产生谐振,对共面地结构引入非对称微扰实现圆极化,仿真设计了一款应用于WiMax和WLAN的双频圆极化微带天线。第二部分主要完成了对超宽带微带天线的研究与设计,首先基于PIFA天线结构本身Q值较低、易于展宽带宽和不需要额外添加匹配网络的优点,通过弯折辐射枝节实现天线的小型化设计,加入短路贴片使贴片之间产生耦合,提高天线带宽,最终设计天线在低频处的比例带宽可达63%,并对天线进行加工测试,测试与仿真结果吻合。其次,采用切割矩形辐射贴片形成多边辐射贴片的方法设计了一款带宽可达74%的超宽带微带天线,使用凹形地板来改善天线带宽,同时考虑到超宽带天线在电磁波的传播过程中,会受到WLAN频段的电磁干扰问题,在超宽带天线上加入U形缝隙陷波结构来消除存在的电磁干扰问题,实现对WLAN频段的有效陷波,提高了超宽带天线的抗干扰能力。第三部分主要对一种简单2x 2微带天线阵进行研究,采用开U形槽的矩形辐射贴片作为基本辐射阵元,将该微带阵列天线的性能参数与一般微带单元天线进行对比,仿真方向图具有较强的方向性,增益相对较高,可达13.5dB,并且带宽也得到了一些提高。