1. 超材料（Metamaterials & Metasurface） 超材料是人工构造的周期性结构阵列，其具有自然材料所不具备的特性，如负折射率、电磁带隙、零反射相位等。光子晶体、左手材料、隐身衣等超材料研究成果被美国《科学》杂志先后于2000年、2003年、2006年选为年度10项重大进展之一。2010年，《科学》杂志又将超材料列入本世纪前十年的10项重要科学进展之一。近年来，重点关注超表面（Metasurface）的特性及其应用研究。 2. 天线理论与设计 （The Theory and Design of Antennas） 天线是将电能转化成无线电波（或者将无线电波转化成电能）的一种电气设备。本方向具体研究多种天线的理论模型、分析方法、以及天线测量方面的技术， 特别关注超材料加载的高性能小型化天线、可重构天线、以及多种形式的阵列天线的设计与分析方法。 3. 轨道角动量 （Orbital Angular Momentum） 携带轨道角动量的电磁波的特征在于其拥有螺旋的等相位面,并且螺旋前进。根据麦克斯韦电磁理论,电磁辐射的角动量可以分为:自旋角动量(Spin Angular Momentum, SAM)和轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)。SAM与极化偏振方向有关, OAM与exp(ilθ)这个相位因子有关。现有的无线通讯方式是基于平面电磁波，而平面波可看成是OAM的拓扑荷l=0的特殊形式，因此OAM是一种非平面波承载信息的形式，其出现将对无线通信、雷达探测等多个领域产生重大影响。