随着通信技术的发展和移动通信终端的普及,移动终端中的天线数量越来越多,这限制了设备的小型化和升级。此外,人们越来越倾向于高通信速率、大通信容量的通信技术,而这需要足够大的带宽。随着IOT及智慧城市的建设及发展,传感器等关键设备将会被广泛分布,而这类设备中都会面临着电池寿命和电池更换等难题。射频能量采集技术可以利用天线采集环境中的射频能量为诸如传感器这样的低功耗设备供能,但是环境中的射频频谱较为分散。可预见,为适应现代通信环境和技术,天线的工作带宽将会越来越宽,其最终将会发展为超宽带天线。在超宽带天线领域内最具有代表性的是自2002年FCC将UWB频段开放民用后得到极大发展的UWB(Ultra-Wideband)天线和阻抗带宽比大于10:1的SWB(Super-Wideband)天线。然而FCC将UWB天线辐射功率严格限制在-41.3dBm/MHz以下,如此低的辐射功率会使UWB天线发射的信号在多径环境下会出现比较大的衰落。对于SWB天线而言,要使其带宽比大于10:1,这在设计上具有较大的难度。本论文提出了两款具有创新性的超宽带天线设计方案。第一款是紧凑型UWB-MIMO 天线系统。利用 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术视多径为有利因素这一特点解决能量衰落问题使得UWB天线更具有实用性,并采用极化分集技术和一对倒L形去耦枝节及倒Z形去耦枝节提高天线单元之间的隔离度。第二款是小型化SWB天线。将椭圆函数曲线和指数函数曲线应用到该天线设计中使天线边缘结构平滑无突变并用共面波导进行馈电,最终使该天线具有远大于50:1的带宽比。本文主要从以下几个方面进行阐述:第一、介绍超宽带天线的研究背景与意义以及国内外的研究现状;第二、介绍微带天线的基本理论和天线基本性能参数;第三、设计并制作出两款超宽带天线系统,对其进行分析与讨论;第四、对超宽带天线系统的设计做出总结和展望。