近些年,关于人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmons Polaritons)的研究取得了重大的进展。通过外加电磁场的激励与引导,在人工周期性排布的金属结构表面,自由电子会产生集体共振的现象。这种特殊的模式下,电磁波能够紧紧地被束缚在周期性的金属结构表面,具有易共形、高束缚性和低损耗的特性。因此,它在微波至太赫兹波段都有广阔的应用前景。本文基于一种新型的人工表面等离激元传输线,结合端射天线与漏波天线的理论进行了研究设计,其主要内容概括如下:(1)研究了一种新型的人工表面等离激元传输线。该传输线馈电部分采用CPW馈电,将TEM波转化成表面等离激元波。其主体部分由中间矩形刻槽的金属结构周期排布形成,通过改变矩形槽的参数可以控制整个传输线的色散曲线以及工作频段的截止频率。同时,我们将该传输线与同等介质的等长微带线与共面波导相对比,验证了其损耗小、易共形、易小型化等优点。实物测试的结果与仿真的结果基本吻合。(2)设计了一种新型的人工表面等离激元的高增益端射天线。天线设计在单层金属导体上,且继承了SSPPs波导的相关优点。将SSPPs波导单元非对称地线性放大,并利用椭圆形金属引向器消除了副瓣,使天线在15.75-17.5GHz的工作频带内实现了端射特性。虽然该天线尺寸小,但是却在频带内拥有10.5～12.1d Bi的高增益和95%的天线总效率。将最终的结构加工成实物进行测试,其结果与仿真基本一致,表明了该天线具有高增益、高效率、低副瓣的稳定的端射性能。(3)设计了一种新型的人工表面等离激元的高增益阵列天线。根据特征模理论,结合特征值、模式重要性、特征电流分布以及对应的方向图,分析了回形针状的辐射阵子的特性,并且探究了其参数对于特征值的影响。然后,将人工表面等离激元传输线作为馈源,在其两侧非对称地加载该辐射阵子,在9.5GHz能够实现17d Bi的天线增益。实物测试的结果与仿真结果基本一致,该结果也证明了特征模理论可以指导人工表面等离激元天线的设计。(4)设计了一种新型的立体的人工表面等离激元的漏波天线,能够实现从端射开始的连续波束扫描。将人工表面等离激元传输线的矩形槽进行周期性调制,打破电磁波的束缚性,并对传输线上方周期性的矩形金属贴片进行耦合馈电,以产生漏波天线的特性。实测结果表明,该天线能够在13.5-18 GHz实现从0°到70°的后向波束扫描,在频带内能够实现的13d Bi的平稳增益。