随着现代通信技术的发展,越来越多的无线通信设备加入了现代通信设备体系,因此对系统的通信质量提出了更高更多元的要求。作为无线通信系统中的关键设备之一,天线往往能够决定整个系统能否进行有效地工作。其在通信系统中就相当于人的口和耳,起着接收和发射电磁波信号的作用。天线技术经过多年的发展,已经形成了一个庞大的家族,各式用途的天线被开发了出来。而近些年兴起的分形技术也被应用于天线的设计,其本身具有的空间填充性能够有效减小天线的体积,达到天线小型化的目标,而另一种自相似特性则为多频谐振呈超宽带特性提供了思路。因而,基于分形结构设计超宽带天线成为了一种新方法,有着较好的应用前景。本文的主要内容有:(1)设计了一种层叠分形环天线,分形结构为三个不同大小的主圆环及层叠连接主圆环的若干小圆环。该天线的工作带宽达到11.6GHz,相对带宽为147%,包含了超宽带频谱,能够稳定均匀辐射,性能良好,适用于超宽带波段的无线通信系统。实物的测试结果与仿真接近,验证了天线设计的可行性。(2)优化了分形环天线的结构,主圆环相同,每个主圆环内分别都有四个小圆环交叉环绕。该天线阻抗带宽为9.2GHz,相对带宽为133%,辐射特性良好,整体结构更加紧凑。制作了天线实物,与仿真结果非常相近。(3)为天线小型化提供了一种解决方案,设计了一种小型化月牙形分形超宽带天线。在圆形辐射结构上刻蚀了三阶月牙形分形结构。最大尺寸仅为19.5×13×1.6mm~3,工作频率范围为3-17.5GHz,相对带宽为143%,能够全向辐射,易于与其他电路集成。加工的天线与仿真结果的差别较小,表明了天线的设计较为合理。(4)为使天线具备陷波功能,提高抗干扰能力,同时降低频谱的浪费,设计了一种高选择性三陷波超宽带分形天线,分形结构为在八边形辐射结构上刻蚀了四阶月牙形缝隙,同时在三个不同的部位加载了陷波结构。该天线在1.2-10.8GHz内工作,能抑制工作频带内的三个窄带信号,解决了陷波频段过宽的问题,具有高选择滤波特性。