随着无线通信技术的飞速发展,通信系统对天线的性能要求越来越高,传统金属天线显现许多不足之处,使用液体材料设计天线成为一个热门的研究方向。常见的液体材料有:电解液、液态金属等。近些年,人们研发了许多以液态金属作为辐射体的天线,此类天线虽具有诸多优点,但液态金属成本高昂、污染大是它们最主要的缺点,也是制约液态金属天线实用化的主要障碍之一。本文研究的液体天线采用海水或常见的强电解质水溶液作为辐射体,重点研究超短波宽带液体天线的设计理论与方法。与传统硬质金属天线相比,使用海水设计的天线具有低成本、环保、抗腐蚀、易获取、抗攻击、易隐身等优点。液体的流动性特点也有利于设计可重构天线,在天线密集的场景下具有很高的应用价值。此外,海水还具有很高的介电常数,可以缩小天线的尺寸,实现小型化。首先,本文介绍了天线性能参数的定义和单极子天线的基本设计理论,分析了海水的电磁特性,为设计以海水为辐射体的液体天线提供了理论基础。其次,根据海水的电磁特性,借鉴金属天线的设计原理,本文研究了海水天线的设计原理,并设计了一种海水单极子天线,探索了介质壳、天线馈电结构、天线重构的设计方法。仿真结果显示,该天线满足超短波频段的通信要求,带宽较窄,全向特性较好,通过改变液体柱高度可以实现重构天线的谐振频率。再次,在上述研究的基础上,本论文提出了一种超短波的柱状耦合结构宽带液体天线。通过增加寄生液体结构,调整寄生谐振频率,从而可以有效地扩大天线带宽。分别调整辐射单元和寄生单元的尺寸,使寄生的谐振频率落在天线谐振频率附近,可使天线相对带宽达到110.4%。紧接着,本论文优化了设计方法,提出了一种对称筒状耦合结构的宽带液体天线,相比前述天线,该天线的全向特性得到了很大的提高,新提出的对称寄生耦合结构又进一步扩大了天线带宽,使相对带宽达到111.4%。仿真结果表明,该宽带液体天线满足超短波频段的通信要求,频段较宽而且可重构,结构简单,维护简便。最后,理论上单极子天线需要无限大导体地板做镜像地面,而工程实际中只能使用有限尺寸的地板。为了解决这个问题,并深入探究液体天线的设计理论与方法,本文提出并设计了一款以海水作为导体地板的液体天线馈电结构。研究表明,其性能优良,与传统金属地板可相媲美。此外,其突出优势在于,(1)由于海水具有高的介电常数,使用海水作为天线的导体地板还可以进一步缩小天线尺寸;(2)海水反射电磁波能力比金属弱,因此还可以减小天线整体的雷达散射截面积;(3)使用海水代替金属作为导体地板显著减少了金属材料使用量,因此更加经济节约。