随着社会的不断进步,人们对通信速率和通信效果提出了更高的要求。超宽带通信技术以高速率、低功耗、高稳定性等优点,满足了当代人们对高品质通信效果的追求。超宽带通信系统的工作频带范围为3.1～10.6GHz,在这一频段中还存在着诸如WiMAX(3.3～3.8GHz)、WLAN(5.15～5.825GHz)以及卫星通信X波段下行频率段(7.25～7.75GHz)等窄带通信系统,为了避免这些窄带系统对超宽带系统造成干扰,同时兼顾系统小型化、集成化的需要,研究具备天线和带阻滤波器功能的陷波超宽带天线成了近年来比较热门的一个课题。本文的主要目的是设计与实现能够应用于超宽带通信系统的超宽带天线。因此所设计的超宽带天线应当首先满足超宽带通信的带宽要求,此外还应满足超宽带天线对于增益、辐射方向的要求。同时为了避免与超宽带频段内的窄带系统相互干扰,通过在天线表面和底板上加载缝隙结构使超宽带天线实现相应窄带频段的陷波特性。本文使用HFSS软件对所设计的超宽带天线建模仿真并优化分析。具体研究工作包括:(1)设计了两款小型平面单极子超宽带天线。一款采用微带线馈电,辐射单元为六边形结构,接地板为部分接地结构。通过在接地板上开槽以及增加阻抗变换线的方式扩展了天线带宽,天线带宽为3.0～11.6GHz,相对带宽为117.8%。天线整体尺寸为35×30mm2。另一款采用共面波导馈电,矩形辐射贴片。通过对贴片和地板切角的方式扩展了天线带宽,其带宽为2.15～13.1GHz,相对带宽为143.6%。天线的整体尺寸为40×30mm2。(2)在所设计的两款超宽带天线的基础上,结合加载缝隙结构实现了双陷波和三陷波超宽带天线设计。其中,在共面波导馈电的超宽带天线贴片上加载倒U形缝隙和C形缝隙,实现了在3.0～3.8GHz和5.15～5.84GHz频段的双陷波特性。在微带线馈电的超宽带天线贴片上加载CSRR谐振环、在底板上加载对称J性缝隙以及在馈线上加载螺旋形缝隙,实现了在3.22～3.97GHz、4.94～5.84GHz和7.25～7.86GHz频段的三陷波特性。所设计的天线在陷波频率段的增益均能迅速下降到-4dB左右,而其他频段增益则在2dB以上。(3)对所设计的四款天线实物加工制作并测试天线性能,对比天线测量结果和仿真结果验证了设计的准确性和可行性。