天线作为通信系统十分关键的硬件设备之一,其带宽也是一个硬性指标,直接制约着宽带通信系统的性能,故天线的宽带化技术应运而生。与此同时,考虑到节省成本以及实际应用中的空间大小限制,对天线的整体尺寸也有比较严格的要求,从而也产生了各种使得天线小型化的技术。伴随着通信技术的迅猛发展,针对频谱资源趋于饱和的状态,人们对通信系统的性能要求越来越高,那么天线的宽带化与小型化是一种必然趋势且被大家广泛关注。另一方面,暴增的用户数量提出了对通信质量和用户的高速业务的需求,而这些都是与阵列天线的方向图有着密不可分的关系,良好的波束赋形性能可以保证信号或者能量更加均匀的传播。于是,本文针对天线的宽带化、小型化及其在阵列天线中的波束赋形进行了详细研究。论文的开始介绍了宽带天线的基础知识和天线的基本性能参数,以及天线加载技术和小型化技术,为下文做铺垫。论文第三章介绍的是宽带弹载小型化单臂、双臂阿基米德螺旋天线单元的设计过程,采用圆盘加载调节匹配,采用电阻和渐削末端加载实现天线小型化,引入背腔设计实现定向辐射且提高增益。论文第四章设计了另外一种工作在L波段的宽带平面螺旋天线单元,并以其作为阵元,结合渐进空间映射算法分析了它在阵列中的波束赋形应用。在对阵列天线的波束赋形过程中,如果仅简单的通过人工或者仿真软件来计算并优化方向图,无疑是耗时耗力且浪费节点资源的,本论文在研究过程中,结合渐进空间映射算法对双频阵列天线的阵元进行幅相加权优化,从而高效快速的实现波束赋形。渐进空间映射算法是在传统的空间映射算法基础上的一种改进,可以将只能解决工程实际中的线性问题推广到也可以解决非线性的情况。