随着无线通信系统的迅猛发展,超宽带（Ultra-wideband,UWB）技术凭借其抗干扰能力强、传输速率快、系统容量大等性能特点,受到了愈来愈多的关注,并推动了UWB天线的研究热潮;双极化技术不仅可以增加信道容量,也能减小多径效应,已被广泛应用在天线领域中;当前通信装置朝着小型化的方向发展,进行天线设计时也应顾及结构的紧凑性。低轮廓、双极化UWB天线兼具以上优点,在诸多领域都有着极大的应用价值。本文在L～X的频段内,仿真设计了两种类型的结构紧凑的低轮廓、双极化UWB天线,分别是Vivaldi天线以及自接地结构天线。其中,Vivaldi天线包括小型化Vivaldi天线以及小型化双极化Vivaldi天线;自接地结构天线包括电-磁振子组合天线、自接地蝶形天线以及双极化自接地蝶形天线。本文的主要研究内容如下:1)以传统Vivaldi天线作为研究基础,分析了相关结构参数对天线性能的影响,经优化后天线工作带宽为1.95～9GHz。接着对天线进行圆形端指数渐变缝隙加载,从而降低了低频截止频率,并改善了天线的方向图特性。天线的尺寸为80mm×78mm×1mm。仿真结果表明,该天线在1.19～9GHz的频带范围内满足|S₁₁|<-10d B,带内增益为2.5～8.7d Bi,具有良好的辐射特性。2)利用两个相同的小型化Vivaldi天线作为天线单元,垂直正交放置构成双极化Vivaldi天线,并调整馈电微带以保证馈电结构的完整。天线的尺寸为80mm×80mm×78mm。仿真结果表明,该双极化天线在1.2～9GHz的频带内满足|S₁₁|<-10d B,端口隔离度大于23d B,带内增益2.5～8.4d Bi范围内变化,辐射特性良好。3)设计了一款具有自接地结构的电-磁振子组合天线,工作带宽为1.31～9GHz,天线尺寸为118mm×38.6mm×116mm。为降低剖面高度,将自接地结构应用于蝶形偶极子天线,设计了一款结构紧凑的低轮廓自接地蝶形天线,并研究了辐射臂的结构对天线性能的影响。由于天线需要平衡馈电和阻抗变换,设计了一款弯曲型指数渐变微带巴伦,巴伦在1～9GHz内具有良好的传输特性。天线与巴伦集成后整体尺寸为78mm×50mm×48mm。仿真结果表明,该天线在1.24～9GHz带宽内满足|S₁₁|<-10d B,增益为2.3～8.2d Bi,具有良好的辐射特性。4)基于上述线极化自接地蝶形天线结构,增加一对正交辐射臂,完成了双极化自接地蝶形天线的设计目标。由于双极化馈电的特殊性,对巴伦结构进行改造,实现了双极化天线的平衡馈电。天线与巴伦集成后整体尺寸为81.4mm×81.4mm×50.8mm。仿真结果表明,该天线在1.24～9GHz的频带范围内满足|S₁₁|<-10d B,端口隔离度大于26d B,带内增益在1.1～7.1d Bi范围内变化。