无载波的脉冲技术和超宽带技术在目标识别、成像、反隐身、抗干扰以及超宽带通信等方面已经得到了广泛的应用,作为脉冲和超宽带系统的关键部件之一的天线,也己成为研究重点。本文主要围绕几类超宽带脉冲天线、超宽带脉冲天线阵列及其波束扫描进行了研究,内容主要集中于脉冲天线阵列时/频域特性、平面超宽带天线小型化设计、电连接超宽带槽天线阵列设计、阵列波束扫描以及用于波束扫描的延时器设计等五个方面。本文的工作和创新成果如下:1.利用介质覆层的方式来提高天线的增益,仿真得到了有效的结果,单层介质可提高天线的增益约3dB。介质材料应用于微带天线是新型高增益天线的一个重要发展方向。这种研究对于媒质在天线中的应用具有很好的指导作用,而且对小型化高增益天线的开发具有重要的参考价值。2.为了配合某项目“xxxxxx”要求的小口径(7cm)天线,本文优化设计了几种超宽带脉冲天线,这些天线都具有加载技术新颖、面积小、带宽宽,增益高,方向性好、剖面低的特点。每一种加载技术都解决了一定的技术问题:提高辐射效率及降低频率应用了加载束缚口径环技术;为了消除脉冲波形的振铃及谐振严重的问题,采用了环形双贴片引导技术;为了使该系统的工作频带不与GSM系统发生串扰,采用了重叠加载环技术在GSM-1800处形成阻带。3.设计了一种采用共面波导馈电的新型锁芯结构贴片天线,最大口径为5cm,该天线的带宽从1.4GHz到11GHz均为通带,且具有良好的全向性,测试与仿真得到了一致的结果。4.为了使高斯脉冲辐射具有更高的保真性,提高天线的辐射效率,在课题组研究的一体化槽天线的基础上,本文通过电连接一体化天线的方法提高天线的辐射效率,使天线辐射低频信号的能力增强,阻抗带宽也得到了明显的改善。一体化单天线的阻抗带宽为295MHz到560MHz,带宽仅为265MHz;而电连接后其阻抗带宽为186MHz到760MHz,带宽为574MHz,低频特性得到了明显的改善,有效地提高了天线的辐射效率,因此更适用于超宽带脉冲武器辐射装置。5.超宽带冲激雷达包含了激光延迟控制器,脉冲源和发射天线阵列等重要部分。利用超宽带天线阵列和延时控制器的设计来实现UWB时域天线阵列扫描有着广泛的应用前景,比如移动目标的检测与跟踪技术的实现。本文仿真测试了一简单的两单元线阵的波束扫描情况,其扫描精度与计算值相吻合。6.本文设计了一种低成本、高量程、多路输出、结构简单的延时器,其扫描精度较高。根据波束扫描理论拟合出了一个扫描角度与对应光纤长度的经典公式,为设计延时器每集光纤的延时量提供了理论计算基础。超宽带脉冲天线又称时域天线,它作为一种新型的天线,成为了近年来国内外天线领域研究的焦点之一。由于它具有辐射脉冲信号的能力,并和激励脉冲保持很好的保真性,同时具有极宽的带宽,这意味着此类天线作为电磁脉冲武器的辐射器,应用于军事领域具有广阔的前景。