随着现代通信技术的飞速发展，通信电子设备的体积日益小型化，其处理信息的能力也日益智能化与宽带化。为了适应现代无线通信的发展，天线就必须发展出与之相适应的宽带技术、多频技术与小型化技术等。本文结合科研课题，以天线小型化、多频带、宽频带及宽带阵列为设计目标，对宽带套筒天线、多频印刷天线、超宽带天线及宽带波束赋形阵列天线进行了深入研究。作者的主要研究成果可概括为：1.对宽带低剖面套筒单极子天线进行了研究。针对数字电视频段的应用，设计了宽带低剖面锥形套筒单极子天线，采用圆盘顶加载技术和顶加载圆盘短接技术有效地实现了天线的低剖面化，提出锥形套筒结构实现了天线的宽带化；针对移动通信和无线通信频段，设计了宽带低剖面圆环套筒单极子天线，提出采用顶加载圆盘，锥形直线渐变结构和短路探针降低天线高度和尺寸，通过调节锥形的角度可以改变天线的输入阻抗，同时调节圆环套筒结构调节高频端产生的工作模式，有效地提高了天线阻抗带宽；在此基础上，进一步设计了宽带低剖面双套筒单极子天线，提出采用开式套筒结构，使其在高频段产生第三个激励模式，进一步扩展了天线的工作频带。2.对宽带领结天线进行了研究。提出一种空间电磁耦合馈电巴伦结构，对末端短路形领结天线进行馈电，有效地展宽了领结天线的阻抗带宽，但是天线辐射方向图在高频端产生了裂瓣；进一步引入倒“L”形引向结结构，改善了天线频带内高频端的辐射特性；在上述研究的基础上，设计了一副宽带圆极化天线，并着重研究了一些结构参数对天线轴比特性的影响；设计了一副具有宽带特性的领结天线，提出采用末端折合的形式，有效地调节低频端阻抗特性，并通过电磁耦合馈电巴伦调节阻抗匹配，实现了天线宽频带工作；设计了一副带有背腔的超宽带领结天线，采用寄生引向结和寄生圆环结构有效结合的方法，改善了天线工作频带内辐射特性。3.对宽带和多频印刷天线进行了研究。设计了一副宽带印刷偶极子天线，采用电磁耦合馈电方式有效地展宽了印刷偶极子天线的工作带宽；设计了“G”形印刷单极子天线，采用枝节法和电磁耦合馈电的方式，天线实现了双频和宽带工作特性；设计了多枝节单极子天线，并通过在地板上开对称的“L”形缝隙调节频带内的阻抗匹配；设计了带弯折寄生单极子天线，通过从地板上引出寄生的耦合支路，实现了天线多频带工作的性能，并通过弯折辐射体的方法，有效地延长了电流路径实现天线低剖面、小型化；设计了一种具有陷波特性的超宽带印刷天线，通过采用圆形与阶梯形辐射体相结合的方法从而使得各谐振模式平稳交叉实现了天线的超宽带特性，分别在辐射体上开“U”形缝隙和在地板上开“L”形缝隙，使得天线具有双陷波特性，实现了超宽带无线通信系统与WLAN和WiMAX系统之间的兼容。4.对宽带波束赋形阵列天线进行了研究。结合现阶段自适应差分进化算法的研究现状，采用自适应差分进化算法对宽带阵列天线进行平顶波束赋形设计；在优化过程中，为了克服传统阵列综合忽略阵元互耦导致计算结果不精确的问题，通过将阵列各单元各频点方向图带入优化过程之中，提高了计算结果的可靠性；设计了宽带圆极化天线单元，并通过引入相位比较器实现了具有宽带平稳相位差的馈电网络；最后，实际制作了天线原理样机，并对其远场辐射特性进行了测量，测量结果验证了文中设计过程的正确性和有效性。