高速率和低功耗是第五代移动通信技术（5G）中最为核心的两大需求。同时考虑到未来移动端设备高度追求轻薄化的发展需求,因此就天线技术领域而言,设计一款宽带、高效率以及低剖面的天线具有重要的研究及应用价值。相比传统的微带类天线,介质谐振器天线（Dielectric Resonator Antenna,DRA）在宽频带、小型化、低损耗等方面具有突出的优势,因而被认为非常适用于宽带、低剖面及高效率天线的设计。宽带低剖面的DRA天线设计是当前的研究热点及难点,目前有少量前沿报道。大多数低剖面DRA的设计都采用高介电常数的介质材料来实现,但高介电常数的DRA通常具有较高的辐射Q值,因而工作带宽较窄。因此,如何设计兼具宽带和低剖面等优点的DRA天线极有意义且非常具有挑战性。本文简要介绍了宽带低剖面DRA的研究背景和意义,并对目前DRA的国内外研究现状进行了调研,归纳整理了现有研究所存在的优缺点。然后给出了DRA的基本理论,包含了介质谐振器的工作原理、矩形DRA的分析方法以及DRA几种常见的馈电方式。以DRA基本理论为依据,在广泛总结前人研究成果的基础上深入开展本课题的研究工作。首先,本文提出了一种新型的基于二维周期结构的宽带低剖面介质谐振器天线。该天线采用缝隙耦合馈电。通过将顶层完整的介质块分割成阵列状排布的相互隔开的多个介质子块,天线能够在紧凑的尺寸下获得较宽的工作带宽,且易于组阵。基于基片集成波导的背腔技术也被引入该设计用来抑制表面波的传输。测试结果表明了该DRA能够获得39%的-10 d B阻抗带宽以及9.6 d Bi的增益,且天线的剖面高度为0.1λ₀。其次,本文提出了一种基于二维周期结构的宽带低剖面的圆极化DRA。该天线采用交叉缝耦合馈电的方式,基模和二次模TE ₂₁₁两种谐振模式被同时激励,从而形成较宽的工作带宽。在此基础上进一步又提出了新型的极化可重构设计,该可重构天线可以分别工作在左旋圆极化、右旋圆极化和线极化等三种极化状态。由于可重构馈电网络与介质谐振器通过金属地平面完全隔离开,且仅需用到5个PIN管,因而该可重构的设计过程较为简单、易于调试。测试结果表明了该极化可重构DRA能够在圆极化状态下获得20.7%的3-d B轴比带宽,线极化状态下29.6%的阻抗带宽以及低于-20 d B的交叉极化。任意状态下的天线增益都高于7.3 d Bi,且天线的剖面高度为0.1λ₀。该天线可满足现代无线通信系统中对于极化分集的应用需求。最后,本文基于二维周期结构提出了一种面向移动端Ai P（Antenna in Package）应用的宽带低剖面DRA。位于中间的介质带条被馈电激励后,再去耦合激励其周围的周期性介质子块。通过调谐可将介质带条的谐振模式与介质子块的谐振模式合并到一起从而获得较宽的工作带宽。同时整个天线的剖面高度被维持在0.07λ₀（不含底层基板为0.06λ₀）。经测试该天线能够获得24%的-10 d B阻抗带宽以及7.92 d Bi的增益。该DRA一方面是一种符合Ai P设计理念的天线方案,解决了移动端天线设计面临的低剖面和宽带覆盖两方面的设计需求;另一方面,若去掉底层基板,该天线也可用于例如车载通信等同轴探针馈电的应用场合。因此该天线具有较为广阔的应用前景。本课题的研究为现今宽带低剖面介质谐振器天线设计提供了新的思路,为天线工程师提供了较好的设计参考。