随着超宽带系统在雷达、导航、电子对抗、保密通讯以及民用领域的飞速发展,作为超宽带系统辐射和接收的关键性部件,对超宽带天线设计提出了极高的要求：尺寸的小型化、重量的轻薄化、频域的宽带化、时域的高保真化。针对上述要求,本文旨在从理论上和实验上设计满足超宽带系统要求的各种超宽带天线,讨论了改进天线频域和时域的性能。本文第一二两章简单介绍了课题的研究背景和意义,国内外超宽带天线与超宽带信号的发展历史与现状,并给出了超宽带信号的定义形式以及超宽带天线的时域特性和常见的超宽带天线类型,辅助对时域超宽带天线的理解与设计。第三章设计出了三个新颖的阻抗带宽较宽尺寸较小的平面超宽带天线。在共面波导馈电的超宽带天线中,采用半椭圆形变换的接地板与辐射贴片来改善天线的阻抗匹配,从而拓宽了天线的带宽；采用接地板与辐射贴片近似偶极子对称的结构,改善了天线的辐射方向图特性。在微带馈电的超宽带天线中,采用尖锐顶点处导圆角、接地板导椭圆角加开口凹槽的缺陷地结构改变地板电流分布,显著改善了天线的阻抗带宽。在平面蝶形加环超宽带天线中,采用谐振环提高阻抗匹配低频特性；采用扇形导圆角改善阻抗匹配。第四章主要研究了具有带阻特性的小型化超宽带天线的设计。首先总结介绍了带阻超宽带天线的研究背景,然后在阅读广大文献的基础上总结了文献中出现的带阻天线设计方法,最后设计出了两个新颖的具有带阻特性的平面超宽带天线。其中带阻实例1天线采用渐变馈线技术改善了天线的阻抗匹配,利用辐射贴片和地板导椭圆角使得电流分布更平滑从而提高阻抗带宽,通过在辐射贴片上挖两个相对的U形槽在3.5GHz WiMAX频段以及5.5GHz WLAN频段内产生双带阻特性,以此来避免其它通信频段对超宽带系统的干扰。带阻实例2天线通过辐射贴片导圆角以及缺陷地技术改善天线的阻抗匹配,其阻抗带宽为3.05-11.2GHz覆盖了FCC规定的3.1-10.6GHz超宽带频段,天线的总尺寸只有24×30mm2,与文献中出现的超宽带天线相比尺寸更小,通过在辐射贴片中心挖空添加寄生谐振贴片的技术产生了带阻效果。第五章总结了本文的主要工作和创新点,以及对未来的研究工作的展望。