人工磁导体在等效的谐振频率点处可以看成理想的磁表面,并且电磁波在反射带隙内具有同相加强的作用。基于人工磁导体以上的优点,许多低剖面的天线以及高增益定向天线的设计都会考虑采用人工磁导体结构。由于人工磁导体能够实现其它材料不具备的电磁性能,这引起了广大学者的关注。本文首先对各种结构的人工磁导体单元进行了分析,得出了每种单元结构的特点。其次研究了三种结构单元在不同角度、不同极化方式下的稳定性。然后提出了一种六边形环状缝隙人工磁导体,对其反射相位带隙的参数进行了分析,得出了单元结构参数对反射相位的影响规律。设计出人工磁导体的反射板在2.73GHz~5.62GHz的频带内是同相反射的。将反射板放置在天线的背面可以提高天线的定向增益。为了使共面波导馈电天线具有高增益与低剖面的性能,将3行3列的六边形环状缝隙人工磁导体反射板加在此天线的背侧,与天线的距离为八分之一波长时,仿真结果表明,该天线的回波损耗小于-10d B带宽为4.38GHz~5.42GHz,相对带宽约为21%。天线在4.6GHz、4.9GHz和5.2GHz的增益分别为9.62d B、9.83d B和9.73d B。当金属反射面与天线的距离达到四分之一波长时,天线的前向增益为6d B。与传统的采用金属反射面天线相比,把采用人工磁导体反射板的天线整体高度降为八分之一波长,天线明显地实现了低剖面,并且天线的增益也有所提高。最后对人工磁导体反射板和天线进行了加工与测试。测试结果表明,该天线在4.35GHz~5.35GHz的频率范围内回波损耗小于-10 d B,相对带宽为20.61%,天线在4.6GHz、4.9GHz和5.2GHz时的增益分别为8.53 d B、8.62d B和8.10d B,测试结果与仿真结果匹配良好。