二十世纪，由于天文学和空间科学的发展，极大改变了人类对宇宙演化过程的认知。超长波频段(频率≤30MHz，波长≥10m)作为最后一个未被有效探测的电磁频谱，对射电天文等领域具有极其重要的意义。在地面上，由于电离层的阻挡以及强烈的射电干扰（RFI，Radio Frequency Interference），再加上极光千米波辐射(AKR，Auroral Kilometric Radiation)和准热噪声(QTN，Quasi Thermal Noise)等的存在，限制了使用低于30MHz的频率进行射电观测的能力，特别是对于低于10MHz的频段，无法在地面进行观测，所以必须到太空进行观测。超长波探测的意义重大且涉及的范围很广，例如探测宇宙黑暗时期和黎明时期的21cm氢谱线信号，测量太阳系行星的极光射电辐射，研究低频的太阳活动和空间天气，描绘天空背景的低频射电巡天图像等等。此外，对迄今没有探测过的电磁频段进行探测，无疑会带来新的科学发现。　　为了实现如此宽频带的信号接收，天线性能对载荷接收灵敏度影响重大。根据超长波探测需求，天线必须满足一定的要求:一是宽带，在设计频段内要求低驻波;二是效率尽可能高，以满足信号有效接收。采用传统的无源匹配只能在单个频点上进行匹配，不能满足宽带要求;对天线进行加载及宽带匹配网络的设计是宽频带天线设计的常用方法，但是效率一般不高;而基于负阻抗变换器的有源天线则可以在高效率的条件下实现宽带。论文对加载、宽带匹配网络设计以及负阻抗变换器的有源天线进行了详细的分析与设计，本文完成的主要工作内容如下:　　(1)针对圆柱形、矩形以及卷尺型的三种单极子天线，对其增益以及方向图进行了分析以及数值仿真，且对圆柱形单极子天线的阻抗特性进行了仿真分析。　　(2)基于超长波干涉辐射计，采用加载以及设计宽带匹配网络进行了接收天线的设计。加载采用了集中电阻加载、准电阻分布加载以及RLC加载，宽带匹配网络的设计主要采用简易实频技术法。　　(3)针对宽带匹配网络算法设计中常用的参量法与盖维茨法来构成最小函数的问题进行了理论分析与数值编程，比较了两者在生成最小阻抗函数上的误差大小，且分析了两者产生误差的原因。　　(4)基于负阻抗变换原理，分析了常用的负阻抗变换器的电路结构，且对不同的电路结构进行了仿真以及实物验证。最后基于负阻抗变换进行了单极子天线的设计，且对该单极子天线进行了测试。