آنتن های مدار چاپی با بهره های بالا کاربردهای وسیعی در سیستم های نظامی و تجاری دارند ولی بهره این نوع آنتن ها محدود به 6-7 دسیبل می باشد. هدف این پایان نامه افزایش بهره آنتن های مدار چاپی مایکرواستریپ با استفاده از ساختارهای متامتریال است. ابتدا یک ساختار ساده که شامل دو حلقه فلزی چاپ شده در دو طرف یک زیر لایه دی الکتریکی است، برای تحقق ساختاری صفحه ای با ضریب شکست صفر پیشنهاد می شود. در مرحله بعدی برای فشرده سازی بیشتر، ساختار پیشنهاد شده را با استفاده از روابط فیزیک حالت جامد تحلیل می کنیم و نشان می دهیم که برای به دست آوردن ساختاری با فرکانس پلاسمایی پایین تر با سطح زیرلایه ثابت، باید از حلقه هایی با طول بیشتر استفاده شود. در این پایان نامه برای افزایش طول موثر حلقه از ساختار فرکتال هیلبرت استفاده شده است. برای بررسی تأثیر ساختار ارائه شده بر روی الگوهای تشعشعی آنتن های مایکرواستریپ، ابتدا یک آنتن مایکرواستریپ مستطیلی با فرکانس تشدید 5/17 گیگاهرتز طراحی شده و سپس یک سلول واحد متامتریال پیشنهادی بر روی آن در فاصله نصف طول موج (5/8 میلی متر) قرار می گیرد. ساختارها با نرم افزار cst شبیه سازی شده و نشان داده می شود که یک سلول واحد پیشنهاد شده به تنهایی می تواند بهره آنتن را به میزان 8/4 دسیبل افزایش دهد. برای ساخت لنز کامل یک آرایه 5×5 از سلول های واحد انتخاب شده و بر روی آنتن قرار می گیرد. لنز متامتریال پیشنهاد شده می تواند بهره آنتن را از 6/6 تا 8/15 دسیبل افزایش دهد. در نهایت لنز پیشنهاد شده بر روی یک آرایه 2×1 از آنتن های مایکرواستریپ قرار می گیرد که شبیه سازی ها نشان می دهند لنز می تواند بهره آنتن آرایه ای را از 3/9 تا 7/17 دسیبل افزایش دهد.