高介电常数微波介质陶瓷的应用是实现通讯设备小型化的有效方法，进一步提高陶瓷的介电常数能更好地实现设备的小型化。便携式移动通信设备的小型化是发展的必然趋势，而且对设备的可靠性提出了更高的要求，能在不同的环境温度下稳定工作。更高的品质因素使设备选频性更好，增强其抗干扰能力，好的温度稳定性使设备有更好的环境适应性，能提高其工作可靠度。使得微波介质陶瓷在现代化通信领域中的应用日益广泛，使用高介电常数的微波介质陶瓷成为市场的迫切需求。目前世界上研究发现的规律是介电常数越高损耗就越大，这和追求高介电常数和极低的微波损耗是矛盾的，是一个难以克服的难题，且一般的陶瓷的温度稳定性都达不到使用要求，要权衡兼顾三个性能指标就更困难。目前世界上前沿的研制趋势是围绕高介低损稳定展开工作：一是制备更高介电常数（>100乃至>150）的新材料体系；二是追求超低损耗即高Q值（>3000），三是接近于零的谐振频率温度系数。当前介电常数高于100的微波介质陶瓷鲜有报道，且再现性难以控制，使得这类微波介质陶瓷的商用产品就更少了。本研制选用具有正负温度系数的高介电常数的钙钛矿陶瓷复合制备的方法，在保证高介电常数的情况下实现调节温度系数，用离子置换的改良措施来保证在低损耗的情况下保证高Q值。采用成熟的传统固相法陶瓷制备工艺，普通大气气氛烧结，以CaCO₃、Li₂CO₃、Sm₂O₃、TiO2等为原料，且用少量的Nd³⁺置换Ca²⁺来改良其性能，制备了高性能的CaTiO_3-(Li_1/2Sm_1/2)TiO₃系列无铅微波介质陶瓷，采用复合氧化物与复合添加剂固相反应法工艺技术，降低了微波介质陶瓷的烧结温度，研究了不同工艺条件对材料性能的影响，确定了最佳的工艺制度。最终获得了εr≥120，Qf＞4200GHz，-15ppm/℃＜τf＜15ppm/℃的可用于小型GPS天线的高性能微波介质陶瓷。且有良好的再现性。综合性能达了到目前世界上对研制高介电常数微波介质陶瓷要求的前沿技术水平。目前市场上用的小型GPS天线由于对设计技术及制造工艺提出了更高的要求，多半使用的小型天线依然是依靠进口的。由于体积的减小会带来天线增益的下降和轴比指标的变坏，使天线的整体性能恶化，目前商用的12×12×4mm小天线，增益指标约在-2dB，轴比约在5，且受环境温度的影响大。利用所研制的高性能微波介质陶瓷设计制作的小型GPS天线，确定了GPS天线的尺寸、馈电位置、银面大小等参数。开发了调控GPS天线性能参数的方法。在相同陶瓷体尺寸，增益指标能达到0dB，轴比能做到3以下，使天线的整体性能得到提升，且在不同的环境温度下工作稳定可靠，实现了在缩小天线体积的同时保证了天线的灵敏度和可靠性，优于目前市场上使用的进口小型天线的性能。且工艺简单再现性好，具备了产业化的良好基础。