本文工作主要围绕电磁场中的特征模理论及其在方向图可重构天线的分析与设计中的应用进行。 第一章概述了方向图可重构天线的研究背景和国内外研究现状。概述了本论文的工作和贡献。 第二章介绍了一种以等效原理为基础分析微带结构的方法——等效体、面电流积分方程方法。用等效表面电流分布取代金属导体的影响，用等效体极化电流分布取代介质体结构的影响，在介质体和金属导体各分界面应用相应的边界条件建立积分方程，利用矩量法求解整个微带结构的电流分布。 第三章介绍了导体的特征模理论，并探索了一种根据激励因子来激励特征模的方法。经典特征模理论提供了一套在导体表面形成加权正交系的特征电流，在无穷远球面上形成正交系的特征场。在辐射和散射问题中用特征模作为展开基函数，能够将阻抗矩阵对角化。对于电尺寸较小的导体，只需要少数几个模式就能够表征该导体的电磁特性。 第四章提取了高隔离度两端口分集线天线的前五个特征电流分布及相应的特征方向图。两端口电流的特征模展开系数表明，天线的电流分布和方向图可以通过特征模式1和特征模式2的加权叠加近似得到。根据激励因子能够激励起特征模式1和特征模式2。 第五章提出了一种方向图可重构平面分形天线。天线顶部的分形贴片面积为15mm×15mm(在工作频率为8.4GHz时，小于0.52×0.521)。仿真和测量的结果均显示，通过改变MEMS开关的连接状态，这个方向图可重构天线具有四个可控制的开关方向图，分别位于x-z、y-z上半平面的左右两边。利用特征模理论对该天线的可重构性进行了分析，分析表明天线的方向图可以通过四个关键的特征方向图加权叠加来近似。同时，特征电流的分布揭示了所用探针为什么能够有效地激励起这四个特征模式。 第六章计算了有限地板方形贴片天线的特征模式，并进一步探讨了天线结构尺寸对特征模的影响。通过对特征模式1、12和特征模式4的激励，获得了一个两端口方向图重构天线。该天线顶部贴片尺寸为0.5λ×0.5λ，两端口隔离度优于20dB。为特征模理论应用于方向图可重构天线的设计提供了实例。 第七章提出了两个方向图可重构的微带天线，通过改变MEMS开关的状态实