宽频带无线技术在雷达、通讯、天文等各个领域的应用日益广泛，随着移动通讯制式标准LTE的启动和发展，能够满足2G、3G以及4G时代通讯频段的宽带天线得到了越来越深入的研究。同时，用一副天线实现宽频带定向辐射也成为了研究的热点和难点。本文结合科研课题与工程应用，提出了一种宽带阻抗匹配技术，实现了片状天线在宽频带范围内的定向辐射，并对其组阵后的线性宽带阵列天线进行了阵列分析与综合。论文的主要工作体现在以下两个方面：1.宽带定向片状天线单元的设计。设计了两种工作在移动通信现有频段上的宽带定向天线，以渐变结构的贴片为主辐射体，通过加载不同形状寄生贴片的方式来展宽阻抗带宽，并用U形地板在展宽低频段带宽的同时实现定向辐射。测试和仿真结果表明所研制的天线分别在610~2060MHz和640~2810MHz频率范围内电压驻波比小于2，相对带宽分别为109%和126%，可以覆盖GSM/DCS/PCS/UMTS/IMT/CDMA/WiMAX/LTE等通信频段。该天线结构简单，易于制作安装，成本较低，有一定的商业应用价值。2.宽带定向线性天线阵列的分析与综合。结合设计的宽带定向片状天线单元，将其分别组成线性八元阵列和十元阵列，研究了宽带阵列天线的性能参数。将八元阵列的有源驻波比、方向图、半功率波束宽度、增益等性能与基站天线的要求指标进行了对比。对十元阵列的辐射方向图实现了波束下倾，采用电磁仿真软件(Ansoft HFSS)和数学计算软件(MATLAB)联合仿真计算，将下倾角转换为加权值，实现了高效精准的阵列天线远场方向图计算。