随着多功能电子系统及基于5G或6G无线通信泛在网络在军用以及民用领域的蓬勃发展,多功能综合射频系统逐步被广泛应用来提高电子通信设备集成度。其中,高性能的超宽带天线及阵列是综合射频系统的关键组成部分。本文针对超宽带阵列天线研究面临的问题,重点研究了不同的超宽带低剖面天线设计技术,主要内容可以分为以下三个部分:首先,在民用5G毫米波段频段内,基于Vivaldi天线模型,提出了一种结合边缘挖槽与加载介质透镜技术的对跖型Vivaldi单元天线设计方法,通过规则的椭圆形状挖槽以及介质透镜波前相位分布设计有效提升了天线单元的增益和阻抗匹配性能,所设计的天线单元在20GHz-55GHz的工作频段内S11（反射系数）小于-15d B,拥有良好的辐射性能。在此基础上设计并制作了工作带宽在22GHz-37.5GHz,相对带宽为52.1%的Vivaldi线性天线阵列,并通过实验验证了该阵列拥有较为良好的宽带阻抗匹配性能及辐射特性。接着,基于电磁偶极子天线模型,提出了一种基片集成波导（SIW）和电磁偶极子技术相结合的超宽带电磁偶极子天线,通过引入共面波导技术减少在馈电处的传输损耗,所设计的电磁偶极子单元天线具有低剖面特性,仿真验证了其拥有28.9GHz-46.2GHz的通带带宽,相对带宽达46%,辐射性能良好。在此基础上引入差分馈电网络,并设计了具备自补偿相位结构的2×2电磁偶极子天线阵列,工作带宽达29.1GHz-34.4GHz,相对带宽达16.4%。最后,研究了X-Ku波段频段的超宽带天线设计方法。基于平面紧耦合偶极子天线模型,提出了一种非对称结构的超宽带低剖面紧耦合偶极子阵列天线设计方法。通过引入频率选择表面技术改善扫描时的匹配阻抗性能,有效降低了大角度扫描的天线驻波比,并考虑到实际应用场景,利用哑元设置减小了阵列的截断误差,仿真分析了10×10阵列天线的辐射性能,验证了其拥有约±45°的扫描性能和良好的口径效率。通过加工了一款6×6的天线阵列样品,进行简单的阵元无源驻波比测试和有源驻波比计算,实验佐证了该阵列天线中心单元在通带内轴向驻波比性能良好。