随着社会的不断进步,人们对未来通信系统的通信速率和通信效果提出了更高的要求。自2002年美国联邦通信委员会(FCC)正式允许将3.1-10.6GHz频谱应用于民用领域和商用领域以来,超宽带(Ultra-Wide Band,UWB)通信技术以高速率、低功耗、高稳定性等优点,得到了人们广泛的研究与应用。但在这一宽频段中还存在着WLAN(5.15-5.825GHz)以及卫星通信X波段上行和下行频率段(7.25-8.4GHz)等窄带通信系统,可能导致无线频谱的严重拥塞并使所发射的电磁信号受到干扰和失真。而且超宽带通信系统中也存在着交叉极化和多径衰减等问题,将超宽带天线的设计与差分馈电和MIMO(Multiple-input multiple-output)技术相结合可以解决上述问题。因此,研究具有陷波特性的超宽带差分及MIMO天线成为了一个近年来非常热门的课题。本论文通过对以往研究的学习,设计了两款具有陷波特性的超宽带天线。天线分别使用差分馈电技术和MIMO技术进行设计,两款天线均实现了较好的陷波特性,且性能稳定。本文具体工作如下:1.设计了一款具有陷波特性的差分馈电UWB天线。天线主体由两个对称的六边形辐射贴片和一个蚀刻有八边形槽的接地板组成。天线整体尺寸为30×35×0.8mm3,采用介电常数εr=2.5的Rogers Ultralam 2000(tm)基板,天线工作带宽为3-11GHz,由辐射方向图看出天线交叉极化低于-40dB,优于单馈天线。通过在接地板上加载半波长短截线,使得在X频段内奇模反射系数与电压驻波比明显上升,实现了天线的陷波特性。2.设计了一款具有双陷波特性的共面波导馈电UWB-MIMO天线,并设计了天线单元的可重构特性。天线通过采用共面波导馈电方式,增加了天线的辐射面积和谐振点,使天线带宽达到了 3-16GHz,相对带宽为137%。天线单元由六边形辐射贴片和蚀刻圆形槽的接地板组成。通过在接地板上方加载杯形枝节,使接地板与其产生耦合,对辐射能量进行限制,实现了 WLAN频段的陷波。通过在天线馈线上蚀刻阶梯阻抗谐振器(Stepped Impedance Resonator,SIR)结构,实现了 X频段的陷波。在双陷波超宽带天线的基础上,在天线单元与陷波结构之间加载开关,通过控制开关,可使天线实现通带/单陷波/双陷波功能,验证了该天线的陷波频率可重构特性。为了解决天线的多径衰落问题,将天线单元排列成MIMO天线,并设计了一种周期性栅栏结构来提高天线隔离度,使得天线单元间的隔离度大于20dB。通过仿真数据证明该UWB-MIMO天线可以在3-16GHz内正常工作,且陷波结构能够正常陷波。3.本文对所设计的天线均进行了实物加工,将仿真结果与实测数据进行了对比,二者在误差允许范围内相符。