电磁带隙(EBG)结构作为一种特殊的人工电磁材料，自20世纪80年代后期提出以来，成为了世界各国学者们的研究热点，现已广泛应用于微波和天线领域。然而新型EBG结构的研究仍然很薄弱，如新型的多频带EBG、超宽带EBG和小型化EBG等方面，在天线领域的一些应用也有待进一步深入探讨。因此，对新型EBG结构的研究及在天线应用方面的进一步探索具有理论意义、学术价值和应用前景。论文通过理论分析与实验结合的方式，着重研究了几种新型的多频带和小型化EBG结构，探讨了EBG结构在天线谐波抑制、陷波特性、低剖面和高增益等方面的应用。作者的主要研究工作和成果可以概括为：1.设计了表面开槽的多频带EBG、螺旋地板的小型化EBG和电感加载的螺旋地板小型化EBG。通过在EBG贴片上增加细槽，产生额外电容，形成多个谐振回路，从而实现多频带EBG。测试结果显示该EBG结构能产生3个频率带隙。通过将EBG结构的地板转换成四臂螺旋结构，增加EBG结构的等效电感，降低谐振频率，从而实现小型化EBG。在此基础上，通过加载贴片电感，进一步降低谐振频率。与传统的蘑菇状EBG结构相比，螺旋地板EBG能减小尺寸达77%，电感加载的螺旋地板EBG能减小尺寸达81%。2.设计了谐波抑制的矩形微带天线和带陷波特性的超宽带单极子天线。使用蘑菇状EBG单元的谐振器，抑制矩形微带天线的二次和三次谐波，从而减少天线的谐波辐射对周围微波器件的干扰。使用窄微带线和扇形面构成的谐振器，抑制超宽带天线在5.2GHz和5.8GHz频率附近的辐射，减少超宽带天线对WLAN IEEE802.11a频段内通信的干扰。3.设计了低剖面的方向图可重构八木天线和低剖面的平面等角螺旋天线。使用射频二极管开关控制八木天线反射器和引向器之间的转换，并且使用EBG地板降低天线高度，从而实现低剖面的方向图可重构八木天线。使用EBG地板替代传统平面等角螺旋天线1/4波长的背腔，大大降低了天线的剖面高度，所设计的平面等角螺旋天线的高度为天线工作波长的1/10。4.设计了高定向性的偶极子天线和高增益的水平极化全向天线。通过在偶极子天线周围加载相对介电常数为0.46的金属圆柱型EBG材料，使全向辐射的偶极子天线沿四个EBG面定向辐射，极大地提高了天线的增益。再将其中三个面上EBG结构的周期变小，使天线最终沿另一个面定向辐射。在水平极化全向天线的周围加载类似于金属圆柱型EBG的腔体，提高天线的增益。在工作频率5.7GHz时，未使用EBG腔体的天线增益为2.23dBi，而所设计的天线增益提高到4.95dBi。