本文结合了光导开关、时域超宽带天线和空间功率合成技术,对高功率电磁脉冲辐射进行了较为深入系统的研究。光导开关与其它电脉冲产生方式相比具有开关速度快、截止电压高、触发稳定、尺寸小等优点,在超宽带电磁信号的产生和高功率电磁脉冲领域具有重要应用。时域天线可辐射具有超宽带特性的窄脉冲,并且时域脉冲波形较容易在空间中叠加,在精确定位,隐身目标探测,尤其在空间功率合成领域具有重要作用。空间功率合成是产生高功率微波的最有效方法之一。天线阵列中各天线单元的波束在自由空间中实现功率合成,在目标处能够大幅度的提高辐射功率密度。时域天线阵列的空间功率合成是采用时域脉冲的形式在目标处实现瞬时的高能脉冲功率。本文首先介绍光导开关的电流输出波形,讨论光导开关的两种工作模式,给出光导开关的工作机理,阐述了产生光导开关两种模式的原因,对光导开关非线性模式工作的原理给出了解释。然后,对时域超宽带天线的参数进行了介绍,总结了时域超宽带天线的设计要求,确定时域超宽带天线的评价标准。本文对常见的几类超宽带天线形式进行了分析,设计了一种新型的高性能时域超宽带天线,称之为双极变张角天线。本文最后利用光导开关的电流响应作为天线的激励,采用双极变张角天线作为阵列单元,从仿真上模拟准确的光时延技术使天线阵列辐射的短脉冲在目标处实现同步,并考察了天线阵列的空间功率合成效果。