天线在无线通信系统中占有重要的部分,对通信质量起着极为重要的作用,随着无线通信技术的迅速发展,超宽带(Ultra Wide-Band, UWB)天线作为其重要的组成部分引起人们越来越多的关注。UWB技术最初主要应用于军用的雷达高精度测距、测角和隐秘通信。在美国联邦通信委员会(Federal Communication Commission,FCC)于2002年颁布了民用UWB通信的频段范围为3.1-10.6GHz之后,超宽带天线逐渐从军事应用走向民用的领域。与传统的天线相比,超宽带天线具有体积小、重量轻、带宽宽、损耗低、传输数据速率高等优点,这些优点也让超宽带天线的研究变的更有意义。本文对超宽带天线的发展历史与国内外研究现状进行了研究,简要介绍了超宽带天线的基本理论,详细阐述了超宽带天线的主要性能参数,并描述了超宽带平面天线的的实现方法,总结了超宽带天线的馈电方式与常用的数值分析方法。同时对超宽带天线的小型化、宽带化进行详细的分析和探讨,总结了天线小型化、宽带化的措施和方法。根据超宽带天线的馈电方式的不同,研究设计了几种用微带线馈电和共面波导馈电的超宽带天线,通过理论分析和软件仿真相结合,对这两种结构的超宽带天线进行了研究并进行改进,通过驻波比等参数和辐射方向图来验证天线的超宽带特性,采用在贴片上开槽等的方式展宽天线频带,用导带渐变方式实现馈线与天线的良好匹配。为了实现更高的天线增益或者特定的方向性,本文还平面天线阵列设计进行研究,介绍了平面天线阵的馈电方式,设计了二元水平阵列和四元的水平阵列,分析了平面天线阵列的辐射特性,并对单元阵列、二元阵列和四元阵列的方向性和增益进行对比,讨论阵列天线的性能以及它们的不同。在FCC规定的超宽带频段范围内,也包含了其他的无线通信系统的工作频段,如无线局域网(Wireless Local Area Network, WLAN)的5.15-5.825GHz频段,无线城域网(Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMax)3.3-3.6GHz的频段等。为了使设备正常的工作,有必要对这些可能的干扰进行抑制。基于不增加系统复杂度的前提,具有滤波功能的天线成为一种需要。具有陷波功能的天线就是这种需求下产生的,并成为研究的热点。本文首先对各种实现陷波的技术进行总结,然后在超宽带天线的基础上,通过开槽等方式来实现陷波。