超宽带天线作为无线通信系统的最前端，已经广泛应用于电磁测量、电磁兼容测试、超宽带雷达等领域中。喇叭天线因其具有频宽带、方向性好、以及具有高增益和高功率负载的能力而得到了广泛的应用。本文所涉及的喇叭天线其几何形状简单，容易加工，且有较好的方向性。相对窄频带天线来说，超宽带天线不仅频带宽，而且性能稳定，它有低功耗、超大的信息容量、超强抗干扰能力和超强穿透力等优点。双极化天线近些年来也得到非常广泛的应用。在通信领域中可同时实现收发双工模式，进而可以减少定向基站工作天线的数量；在某些测试领域中可减少对不同极化方向天线的切换次数，以确保工作效率的有效提高。为了适应未来无线通信的发展，在追求天线宽频带的特性的同时，还应兼顾到天线的小型化，方向图以及增益的稳定性等诸多问题。首先，本文以Vivaldi天线结构为基础，从天线的基本理论着手分析，分别给出了它们的特性阻抗，截止频率，辐射特性等参数，并完成了单极化天线的设计。然后在此天线的基础上设计了工作在3.1~10.6GHz频带范围内的双极化天线，并通过侧翼栅格、尾翼栅格等结构的加载，有效的改善天线的辐射特性。其次，从圆形脊波导理论开始，对加脊波导的主模截止波长、脊波导阻抗等参数进行分析和推导，设计了一具有开放边界的双极化喇叭天线。通过对天线进行矩形金属结构加载、漏斗形金属结构加载以及减小馈电探针到脊片末端距离等的设计，在2~18GHz的频带范围内实现了良好的辐射特性。第三，本文运用三维全波电磁仿真CST软件。根据软件仿真数据对设计的两个双极化喇叭天线进行制作实物，并进行了测试。经过实验发现测试结果与仿真结果可以很好的吻合。