با توجه به مزایای زیاد موجبرها، استفاده از آنها در بسیاری از موارد اجتناب ناپذیر می باشد برای انتشار موج داخل موجبر، باید فركانس موج از فركانس قطع موجبر، بزرگتر باشد، در غیر این صورت موج تزریقی به موجبر به شدت با فاصله تضعیف شده و میرا می شود. چون فركانس قطع به ابعاد مقطعی موجبر وابسته است، ابعاد آن در فركانس های پایین باند مایكروویوكه از پركاربرد ترین رنج های فركانسی می باشد، نسبتا بزرگ خواهد بود. استفاده از مواد متامتریال كه دارای خصوصیات منحصر به فردی می باشند، به موج اجازه انتشار زیر فركانس قطع موجبر خالی به علت پشتیبانی Backward waves ها یا امواج وارونه را خواهد داد، از این ویژگی می توان برای كوچك سازی موجبر استفاده كرد. خصوصیت جالب توجه دیگر متامتریال ها اینست كه ضریب شكستشان می تواند منفی یا نزدیک به صفر شود. طبق قوانین الكترو مغناطیسی، اگر ضریب شكست ماده ای نزدیک به صفر شود، پدیده فوق شكست رخ داده و امواج بازتابشی به جهت بردار نرمال سطح نزدیک شده و باعث متمركز شدن میدان ها شده و خصوصیات تشعشعی بطور موثری بهبود می یابد. بدین منظور ماده متامتریال با ضریب شكست نزدیک به صفر در فركانس مورد نظر به صورت لایه فوقانی در بالای صفحه تشعشعی آنتن قرار گرفته و تاثیر آن در بهره آنتن بررسی خواهد شد.
فصل اول: کلیات
1-1) هدف
با وجود اینكه ساختارهای هدایت كننده صفحه ای در بسیاری از موارد كوچك سازی، جایگزین موجبرهای مستطیلی شده اند، موجبرها هنوز هم دربسیاری از موارد مورد نیاز هستند. موجبرها دارای مزایایی مثل تلفات كمتر و قابلیت انتقال توان بالاتری می باشند. آنتن های صفحه ای مثل آنتن های پچ، دارای معایبی چون تلفات زیر لایه و تشعشع از منبع تغذیه و پایین بودن میزان غلظت پلاریزاسیون هستند، معایب آنتن های موجبری این است كه ابعادشان در فركانسهای پایین تر، نسبتا بزرگ می باشند، پس ما می خواهیم با استفاده متامتریال ها اندازه این آنتن ها را كوچك كرده و بهره آنها را افزایش دهیم.
از قوانین الكترومغناطیسی می دانیم كه برای انتشار موج داخل یک موجبر باید مقطع طولی موجبر حداقل نصف طول موج عبوری از آن باشد.
روش ابتدایی برای كوچك كردن موجبرها، پر كردن آنها با یک ماده دی الكتریک بود كه منجر به كاهش ابعاد آنها با ضریب  1<εr نسبت به موجبر خالی كوچكتر شد، در اینجا εr ثابت دی الكتریک می باشد. با این وجود موجبرهای پر شده از هوا دارای تلفات كمتری نسبت به موجبرهای معادل پر شده از دی الكتریک می باشند، همچنین بالا بودن ضریب دی الكتریک εr  در موجبرهای پر شده، اجازه تشعشع از انتهای باز موجبر را نخواهد داد. از قانون اسنل می دانیم كه اگر ضریب شكست ماده ای صفر یا نزدیک به صفر باشد اگر موجی تحت هر شرایطی به آن ماده بتابد سوی موج خروجی از سطح به جهت بردار نرمال نزدیكتر شده و این بدین معنی است كه میدان های بازتابشی از سطح ماده حالت متمركزتری پیدا كرده و در نتیجه خصوصیات تشعشعی آنتن، بطور موثری بهبود می یابد.