本文将宽带系统中的天线作为主要研究对象。天线作为一个无线通信系统的最前端,也是最基础的组成部分,它的性能优劣直接决定了整个宽带系统性能优劣。设计一款好的宽带天线,对于整个无线系统的性能提升有质的飞跃。本文以针对低轮廓,体积小,重量轻的平面宽带天线作为主要设计目标,主要研究小型宽带平面印刷天线的自动化设计和优化理论,提出了几款通过自动化设计产生的平面宽带和超宽带天线。本文主要工作如下:1.提出了一种以形状融合算法为核心的自动化设计方法。并以此方法设计了一款微带宽缝隙天线来验证该方法的可行性,得到了最优天线。在天线的设计过程中,对天线的缝隙形状进行一个整体的融合,对其进行优化设计,并对优化算法得到的天线进行了仿真和分析。验证了利用形状融合算法对天线的缝隙形状进行融合优化的可行性,并且在一定程度上提高了天线的性能。2.提出了以形状融合算法为基础,并以此设计的一系列频移天线。该天线采用共面波导馈电的结构,辐射贴片为正方形,同时具有一个由形状融合产生的宽缝隙。这一系列天线的谐振频率会随着天线的缝隙形状改变而平移。这一系列天线在经过优化仿真后可以在6GHz至9GHz这一频段频移,同时具有全向特性,并且平均增益也能达到3.5d Bi。我们也将这一系列天线进行了加工实测,测试结果显示,这一系列天线确实具有频移特性,这对设计特定频点的天线具有重要意义。3.提出了以形状融合算法为基础,并以此设计的一款超宽带天线。该天线由共面波导馈电结构连接着一个矩形辐射贴片和一个宽缝隙组成。通过应用算法改变天线宽缝隙的形状,从而获得不同的阻抗带宽。文中对最终得到的最优天线进行了仿真,仿真结果表明利用形状融合算法所设计优化得到的天线的工作频段完全覆盖了超宽带频段,并且有很好的全向性和稳定的增益。