超宽谱高功率微波源将广泛应用在探地雷达、高功率微波武器、电子对抗、公共安全等领域。超宽带汽车拒止系统是其中一种非致命的高功率微波武器,专门用于破坏目标车辆的引擎电子控制系统,使其停止或减速。该系统主要由Marx发生器、振荡储能结构和高功率超宽带天线三大组件构成。超宽带汽车拒止系统辐射部分的关键是高功率超宽带天线。该系统的脉冲形成装置产生的信号为超宽谱短脉冲,其能量主要集中在最低频率为300MHz-400MHz的低频段,故需选择一种超宽带天线作为辐射器并向低频拓展频带;天线的工作电压为几十千伏甚至更高,应防止电场异常集中产生电击穿;系统要紧凑、可车载,因此需要平面易集成的小型化天线;系统要能定向辐射至目标车辆,提高天线的增益和改善方向性是天线设计的重点和难点。综上,本文研究的超宽带天线需要具有超宽带、耐高压、高增益、平面小型化的特性。本文首先描述了超宽带汽车拒止系统的工作原理、应用前景和研究现状,并提出了它对辐射天线的设计要求,接着介绍了高功率超宽带天线的研究进展。针对辐射天线的设计指标,本文的工作主要包括以下几个方面。第一,综合考虑双锥天线、喇叭天线和槽线天线三种常用超宽带天线的优缺点,选择异面结构的对踵Vivaldi天线作为超宽带汽车拒止系统的辐射天线。第二,介绍对踵Vivaldi天线设计的相关理论,仿真设计出对踵Vivaldi天线的初始结构,加工实物并进行测试。第三,在初始天线贴片两侧开横向槽和尾部开纵向槽,改善了低频辐射特性和减小了天线尺寸;接着在横向槽末端倒圆弧防止曲折边缘反射,改善了驻波特性并轻微提高了增益;随后在不增加已设计天线尺寸的基础上,在口径添加椭圆引向贴片,在一定程度上提高了增益;第四,对最终设计的异面Vivaldi天线和同面Vivaldi天线,分别从理论推导和仿真电场两方面估算并对比了它们的功率容量。最后,总结本文的主要内容和创新点,提出设计存在的缺陷以及接下来的任务。