超宽带(Ultra-WideBand,UWB)技术是目前研究的热门话题之一,特别是2002年FCC将3.1GHz～10.6GHz频段规定为民用频段之后,受到国内外研究者的广泛关注。超宽带天线设计的主要技术指标包括在超宽频带内阻抗匹配、具有良好的辐射方向特性和稳定的增益,并且要求天线小型化、易安装、低损耗和高效率。同时,为了避免与现有各民用频段(C波段通信系统3.7 GHz～4.2 GHz和WLAN系统5.15 GHz～5.825 GHz)产生干扰,要求超宽带天线具有陷波特性。　　 本文主要针对国内外超宽带天线研究中存在的问题,设计了四种类型的超宽带天线,并进行仿真研究和实验验证。　　 考虑到树状分形结构具有原生态的递归宽度覆盖、易于调谐等优点,我们首先设计了基于树状分形的宽缝隙超宽带天线,通过改变树枝和宽缝的尺寸,成功实现了3.7 GHz～4.2 GHz和5.15 GHz～5.825 GHz的频段抑制。进而对树状分形的宽缝隙天线采用等效参量法,分析和优化了天线的结构参数及工艺参数,设计并制作了基于阶梯形缝隙和复合形缝隙的超宽带天线,使得这两款天线的相对带宽比矩形缝隙展宽了20％左右。为了进一步获取本文提出的陷波效果,我们采用了分布加载调控技术,通过腔模理论优化设计,达到了对5.15 GHz～5.825 GHz频段进行抑制,进而实现双陷波功能。　　 在以上新结构的基础上,为了拓展频带宽度,我们将树状分形结构进行了Sierpinski改进,通过仿真优化,有效地展宽频带,阻抗带宽达到3.95 GHz～13.57GHz,相对带宽达109.8％,同时在接地面开一对称的缝隙,能够有效的抑制5.15GHz～5.825 GHz的干扰频段,进而实现陷波功能。　　 在树状分形结构的基础上,将天线结构进行Hilbert分形改进,实现了超宽带特性,通过在接地面开槽改变电流方向,有效地展宽频带;同时为了进一步拓展阻抗带宽,我们采用口径耦合技术,对单层Hilbert分形超宽带天线和单层开槽型超宽带天线分别进行改进优化,设计成双层超宽带天线,相对带宽比对应的单层天线分别展宽了15.3％和7.2％,且均具有较好的全向辐射特性,明显提高了天线的增益。　　 为了减小天线尺寸,并进一步拓展阻抗带宽,采用微带线-槽线馈电,设计了一款结构简单的十字形超宽带天线,尺寸为20×24×1.5 mm3,阻抗带宽达到3.03GHz～15.88 GHz,相对带宽达136.3％,实现了较好的宽带特性。为了更好的获取本文提出的陷波效果,分别采用接地面开一U形缝隙和辐射元周围添加一贴片的方法,实现天线对5.15 GHz～5.825 GHz干扰频段的抑制。仿真和实测结果表明,这两款天线的特性阻抗具有很好的带阻特性,增益的抑制性能较好,对于干扰频段的增益抑制最大值分别达到5.89 dB和9,30 dB。　　 综上所述,我们针对宽缝隙微带线馈电和微带线一槽线馈电结构,尝试了树状分形、Sierpinski分形、Hilbert分形、十字形等多种新颖的结构,并用等效参量法、分布加载调控技术和口径耦合技术等先进手段做出了系列改进,有关成果已经申报国家发明专利,设计的天线可以满足超宽带通信系统的要求,阻抗带宽特性较好,对C波段通信系统和WLAN系统的频段具有较好的抑制效果,并且本文所做的工作,对丰富超宽带天线理论和技术具有一定的参考价值和应用价值。