随着科学技术的快速发展,电气自动化逐渐普及,电子电器设备已经深入到日常生活中的方方面面,由此带来的电磁污染已经成为日常生活中的一种新型污染源并引起了人们的广泛关注。人们开始担心长时间暴露于电磁场环境中会对人体产生负面影响。世界上的相关组织及工作人员也已经针对电磁污染制定了各种类别的标准及规范来尽可能的避免电磁场对生物体产生影响。衡量、避免电磁污染的危害首先要对电磁污染进行探测。目前,探测电磁污染的主要手段是采用电磁探头进行测量。本文的任务是设计性能优良的电磁场探头天线。作者通过广泛查阅有关资料,了解了电磁场探头的工作原理及对天线性能的要求,总结分析了前人的理论研究和设计方法,在此基础上,对电磁场探头天线的基本结构进行了逐步改进,采用渐变线结构减小不连续性产生的影响,通过加入连接短路线法抑制频带内的谐振点,最后提出了共面波导偶极子电场探头天线和圆环磁场探头天线两种新结构的探头天线结构,并首次尝试使用新型的非对称共面波导结构实现电磁场探头天线。文中采用等效电路法对电磁场探头天线进行了理论分析,运用电磁仿真软件对各种结构的天线进行了仿真分析和优化设计,最终给出了设计尺寸,并根据设计尺寸进行了实际的加工、测试。结果表明,在直流到9 GHz范围内,探头天线的S11参数都表现出了良好的平坦特性,使用探头天线与待测物体联合仿真的耦合信号输出结果,一般在-20dB到-80dB的范围内,矢量网络分析仪能够保证测得信号在-20dB到-60dB范围内的准确性,测量结果表明本文设计的几款天线各项技术指标均达到了设计要求。