本文从理论、数值模拟和实验三方面研究了TEM喇叭天线阵列的辐射特性。 超宽带天线是一项新兴的研究领域，它与窄带天线有很多不同之处，最根本的不同在于：超宽带天线例如TEM喇叭天线是辐射纳秒级短脉冲信号，这种脉冲信号有很宽的频谱；而窄带天线大都是辐射单一频率时谐信号的。对传统辐射时谐信号的窄带天线阵列的研究已很成熟了，但对超宽带天线阵列的研究，才刚刚起步。随着各种新型开关如大功率的光导开关的研究成功，超宽带天线阵列将成为实现高功率、高增益的有效途径。 本文首先回顾了超宽带天线的发展历程，介绍了超宽带TEM喇叭天线阵列的研究背景。 然后介绍了应用开路传输线理论模型对TEM喇叭天线轴上远场辐射的推导过程，并对比传统窄带天线阵列，分析了超宽带天线阵列的一般工作原理。 接着介绍了时域有限差分法(FDTD)及其近场到远场的变换公式，并对自编的FDTD计算程序进行了验证。应用这一模拟程序，分析了TEM喇叭天线阵列轴上远场辐射，分析表明阵元间互耦对阵列轴上远场主辐射波形影响不大。当阵列叠状排列并且相邻阵列单元极板间距较小时，可以改善低频辐射特性。数值模拟结果证明：阵列单元个数及单元间距对阵列方向图的影响与窄带天线阵列相类似。阵列某一面方向图仅与这一面的单元个数及单元间距有关与其它面的阵列单元个数和单元间距无关。当适当地改变阵列不同单元馈入信号的时延，可以在一定的角度内实现阵列方向图主瓣方向的偏移。 最后，对TEM喇叭天线阵列进行了原理性实验研究，设计了带地板结构的半TEM喇叭天线，组成二元槽状阵列、二元叠状阵列、四元槽状阵列、四元叠状阵列等，应用小信号测试，得到的结果与理论和数值模拟相一致。