超宽带天线的发展经历了火花间隙时期、短波与电视时代和更近期。自从2002年美国联邦通信委员会授权超宽带用于民用和商用以来,作为超宽带系统重要组成部分的超宽带天线在无线通信领域得到广泛的研究和应用。与窄带无线通信技术相比,超宽带技术具有传输速率高、安全性高、截获率低和抗多径衰落能力强等优点。然而,超宽带天线的频带较宽,当超宽带天线工作在室内环境时,其他窄带通信信号可能会干扰其正常工作。近几年,提出了具有陷波特性的超宽带天线,即在不改变原有天线尺寸的前提下,集成相应的陷波结构,使天线可以抑制潜在的干扰信号,以提高天线性能。除此之外,MIMO系统因可以提高通信信道的容量和信号传输速度等特性,而备受国内外研究者的青睐。MIMO天线作为MIMO系统的组成部分之一,如何提高天线单元之间的隔离度,是当今研究的热点之一。本文主要研究具有陷波特性的超宽带天线和具有高隔离度的MIMO超宽带天线。具体研究内容和成果概括如下:首先,针对超宽带天线的小型化问题和窄带干扰问题,采用尺寸较小的超宽带天线设计了三种陷波超宽带天线。第一,提出具有单陷波特性的超宽带天线,陷波特性由U形谐振器结构实现,可以抑制射频识别信号(RFID,中心频率6.8 GHz)频段的窄带干扰。第二,利用曲折线技术,分别在辐射贴片和接地板上设计陷波结构,提出双陷波超宽带天线的设计方法,仿真结果表明所设计的双陷波超宽带天线可以有效的抑制全球微波互联(WiMAX,3.3-3.6 GHz)与无线局域网(WLAN,5.15-5.825 GHz)频段窄带信号的干扰。第三,提出一种四陷波超宽带天线的实现方法,通过采用在辐射贴片上刻蚀带缺口的弧形槽和在微带线旁边加入旋转E形谐振器的方法实现四个陷波,使设计的天线可以实现与WiMAX、WLAN (5.15-5.35 GHz和5.725-5.825 GHz)和X波段卫星通信上行频段(7.9-8.4 GHz)四个窄带信号共存且不产生干扰。其次,在超宽带天线的基础上,使用两个同样的超宽带天线并排放置,提出两种高隔离度多输入多输出超宽带天线的实现方法。高隔离技术分别采用在公用接地板上使用加载倒U形和T形寄生枝节的方法和缺陷地(刻蚀三条缝隙)去耦合的方法降低两个超宽带天线单元之间的耦合。仿真结果表明,采用加载倒U形和T形寄生枝节的方法可以将阵元间隔离度降到-18dB以下,而采用缺陷地去耦合的方法可以使隔离度降到了-20dB以下。最后,综合上面对陷波和去耦合技术的研究,提出一种三陷波MIMO超宽带天线的设计方法。该天线采用半圆形单极子实现超宽带天线的设计;利用“凸”字形结构,改变电流分布,从而降低天线低频的耦合;并采用在接地板上刻蚀缝隙、辐射贴片上加入“锚”形谐振腔和开口谐振环的方法实现三个陷波。仿真和实验结果表明,该天线不仅能够实现三个陷波功能,而且该天线除了低频和9.5 GHz附近外,其他频段都实现了较高的隔离度(S21<-20dB)。