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当代社会,移动通信技术发展迅猛。天线是无线通信系统中的重要器件之一。其中,天线的有效性和效率可决定通信系统的容量。天线设计领域非常基础且功能多样,该研究领域包括许多设计因素,如天线结构、天线类型与拓扑结构等等。微带馈电贴片天线由于其简单紧凑的设计、低廉的成本、几何结构的平面化以及易与其它无线设备集成等优点,被认为是很好的选择,广泛应用于无线通信系统中。然而,微带贴片天线除了具有上述优势外,还存在着带宽窄、增益低、效率低等局限性。面对这些局限性问题,各种设计方法被开发研究,以提高天线性能。本文提出了四种适用于新一代无线应用的高性能贴片天线。所有天线设计均采用CST软件进行分析模拟,并使用不同类型的基板（如FR4、F4B、Rogers RT5880）制作了天线原型。与最新文献中的现有设计相比,本文提出的天线在性能方面有所改进。本文研究重心、设计方法与技术、相应结果总结如下:首先,本文提出一种用于WiFi,工业科学与医学（ISM）,无线局域网（WLAN）和X波段卫星通信应用的小型化宽带微带贴片天线。各种不同类型的技术已被应用,以用来实现天线的小型化与宽带特性。为达到使天线小型化的目的,本文采用了不同的方法,将天线的矩形贴片边缘融合在了一起,并且在贴片中蚀刻出了几个曲折的狭缝。这些方法用于增加贴片的有效长度,从而降低谐振频率偏移,以实现天线小型化的目的。此外,本文使用缺陷接地结构（DGS）和阶梯状微带馈电线以实现宽匹配阻抗带宽特性。本文提出了一种叶形混合结构天线,该天线采用廉价易得的环氧树脂FR-4基片设计而成。该天线结构被加工以及测试,实测结果与仿真结果均证实了这些特性。与当前先进新颖的天线设计相比,本文提出的天线具有更优的效果,并且尺寸非常紧凑,为0.224λ0 × 0.224λ0 × 0.0128λ0,阻抗带宽为8.7%和59.5%,总增益在2.4 GHz为1.1 dBi,在5.2 GHz为2.6 dBi,在5.8 GHz为2.7 dBi,并且在天线工作频段上的整体效率为70%至94%。基于这些性能优势,本文提出的天线是众多无线应用的良好选择。其次,本文提出一种用于WLAN和毫米波5G应用的简单双贴片多频带天线。本文所设计天线元件具有以下三个特点:该天线在其最低工作频率（即2.4 GHz）下具有0.25λ0 × 0.25λ0 × 0.004λ0的紧凑尺寸,具有多频段特性,以及最为重要的可通过单次馈电同时覆盖微波和毫米波频段的特点。该天线是一种混合结构,由连接到小三角形贴片的开槽锥形贴片以及底层使用的DGS组合而成。本文使用Roger RT5880基板制作了天线原型,并对其结果进行了测试。总体而言,仿真与测试结果较好证实了上述特点。与最新文献相比,本工作在微波与毫米波频段都取得了优异的结果。与最新文献中报道的天线设计相比,缩减的尺寸、简单的设计和多频带大带宽是该天线的优势。仿真与测试结果表明,该天线工作频段为（2.450-2.495 GHz）,微波频段（5.0-6.3 GHz）和毫米波频段（23.0-28.0 GHz）。仿真与实测结果表明,该天线可用于各种WLAN应用和毫米波第五代（5G）无线通信设备。第三,本文提出一种用于毫米波5G通信设备的几何形状简单且成本低廉的双频微带馈电贴片天线。为了提高天线的带宽,本文采用了寄生贴片、缝隙和直接耦合带状线等技术。该天线结构,由外部开槽的八角环和内部寄生的八角环组成,通过直接耦合的交叉形带状线连接,以获得双频谐振和宽带特性。该天线设计在成本低廉且易于获得的F4B基板上。为了验证仿真结果,我们制作了天线原型并对其进行了测试。从实验结果可以看出,实测结果与仿真结果匹配良好。相比于当前先进新颖的天线设计,本文提出的天线在不同参数方面具有较好的性能。按照-10 dB匹配带宽,所设计的天线具有1.3 GHz和1.15 GHz的宽带宽,谐振频率为（23.8-25.1 GHz）和（26.75-27.9 GHz）,具有高指向性的辐射方向图,在25 GHz时峰值增益约为7 dBi,在27.5 GHz时峰值增益约为8 dBi。最后,由于毫米波波长较短,毫米波在雨、云、雪、灰尘和建筑物中传播的性能可能会因路径衰减而降低,因此需要高增益天线阵列以减轻这些衰减效应。基于此问题,本文提出一种用于毫米波5G无线应用的简单四单元宽带高增益贴片天线阵列。该设计采用顺序串并联短截线方法设计馈电网络,提供对称几何排列的阵列元件,获得了良好的增益和宽阻抗带宽。天线阵列为2×2单元的平面几何体,总尺寸为50 mm × 50 mm。然后在廉价的F4B基底上制作了天线模拟阵列原型,并对结果进行了测试。总体而言,仿真结果与实测结果非常相似。阵列天线工作频率为（23.8-29.0 GHz）,在中心工作频率下提供约5.2 GHz的宽带和约13.5 dBi的高增益。将阵列性能与文献中现有设计进行比较,发现与文献中复杂的几何结构相比,本文提出的阵列天线具有超宽带、高增益、低成本和结构简单的优势。