透波增强现象自发现以来吸引了众多学者的关注。对透波增强现象的产生机理和应用潜力研究,在微波新型材料、微波性能调控以及新型微波器件设计等领域有着重要的意义。本文从表面等离子体理论出发,设计了金属-介质-金属三层透波增强结构,分析了该结构的透波机理。将透波增强现象应用在多频天线中,设计了一款新型双频高增益天线。本文的主要工作如下:(1)对透波增强特性和表面等离子体理论进行研究。研究发现:金属表面激发的传播型表面等离子体在低频时其色散曲线接近光在介质中的色散曲线,高频则趋近一条水平线,也就是传播型表面等离子体的共振频率;微小金属颗粒激发局域型表面等离子体,而典型的局域型表面等离子体具有横模和纵模两种模式。(2)为了研究表面等离子体对透射增强现象的影响,本文设计了金属-介质-金属三层透波增强结构。金属层分布周期性亚波长圆孔,在每个圆孔中添加金属圆柱来激发局域型表面等离子体。仿真结果表明,对比传统亚波长孔阵列结构,本文设计的三层结构出现了第二个透射峰,说明两类表面等离子体在透射增强现象中都有重要的作用。最后结合两类表面等离子体的特性研究了结构参数变化对透射特性的影响。(3)将透波增强现象应用在天线设计中,设计一种新型的双频高增益天线。在金属板中心开两个相交圆孔,圆孔周围分布环形凹槽,每个圆孔中心添加金属圆柱,使用标准矩形波导馈电。仿真结果表明天线的中心频率为11.9GHz和16.2GHz,增益分别为11.4dB和12.4dB,实物测试与仿真结果较吻合。该天线在天线设计和无线通信领域有较高的指导意义及应用价值。