基于双面对称单环开口谐振器对结构奇异的电磁特性,设计了一种频率可控的各向异性零折射超材料。将这种零折射超材料应用于普通双频微带天线,制备了中心频率为5.15GHz和6.8GHz的零折射双频微带天线。仿真和测试结果显示,由于零折射超材料的引入,天线的侧向辐射减弱,方向性增强。在低频工作时,零折射微带天线E面和H面半功率波束宽度分别减小了29°和10°,增益提高了2.2 dB。在高频工作时,零折射微带天线E面和H面半功率波束宽度均减小了16°,增益提高了2.4 dB。将零折射超材料应用于微带天线的介质基板,为高性能双频微带天线设计提供了有效途径。