本文针对目前传统近场测量系统中探头天线带宽窄、极化方式单一、逐点采样速度慢的问题,基于对数周期偶极天线LPDA(Log-periodic Dipole Antenna,LPDA)的特性,对其进行了深入的研究,设计出双极化改进型LPDA,并在仿真和实测中对该设计天线的阻抗特性和辐射特性做了对比验证,证明了所设计的该双极化改进型LPDA完全可以组阵代替传统近场测量系统中探头天线的有效性和可行性。主要研究内容概况如下:针对传统近场测量系统中探头天线带宽窄、极化单一、逐点采样慢的问题,本文设计了一种由对数周期天线改进而来的新型宽带双极化天线,并对所设计的改进型双极化LPDA进行了阻抗、辐射、尺寸、制造重复性等方面论证,证明了所设计的探头天线因其宽带化、双极化、小型化的特点,组阵之后可以直接360°全方位采样无需机械步进逐点采样的优势,完全可以应用于先进的近场测量系统中,实现对先进进口近场测量系统中原有探头的替代换型。本文所设计的对数周期折合振子天线LPFDA(Log-periodic Folded Dipole Antenna,LPFDA)在传统LPDA的基础上,将偶极子替换为折合振子,从而解决了对数周期天线需要交叉馈电的馈电结构,实现了天线和馈电一体化设计加工集成的目标。该双极化天线由两个改进型LPDA单元采用十字相嵌的方式正交组合得到,在仿真和实测中阻抗带宽均覆盖0.5GHz～5GHz,辐射方向图主瓣稳定,副瓣电平低,增益良好,具有优良的辐射特性和阻抗特性。通过对该LPFDA的设计加工与分析,验证了该宽带化、双极化天线完全可以作为探头天线应用于近场测量系统中。由于近场测量系统要求所设计的探头天线需要具有较小的孔径。所以采用了弯折线技术和阻抗加载方式对所设计的LPFDA进行了的小型化,从小型化前的350mm最大天线孔径缩小到140mm,实现了该天线在工程应用中重要指标,保证了在测量系统中探头天线组阵之后互耦低,测量精度高的特性。本文针对所设计的LPFDA输入阻抗无理论指导的情况,对该天线的阻抗关系进行了详细的数学推导,用于指导天线的工程设计。同时,还设计了一种能够为该天线馈电的正交馈电网络,该馈电网络分别为两个极化方向上的LPFDA进行馈电。在仿真和实测中,该馈电网络两端口隔离度大于20d B,两输入端口在目标频段0.5GHz～5GHz内的回波损耗均低于-10d B,两输出端口幅度相同,相位相反,并具有尺寸小、易加工的特性。该正交馈电网络的实现,解决了对数周期天线自身结构导致需要交叉馈电而不易加工的问题。所设计的双极化改进型LPDA与正交馈电网络连接起来的一体化结构在生产上主要采用在介质板上刻蚀的制造工艺,将加工后实物在微波暗室中对其阻抗特性、辐射特性的测量,最终通过仿真和实测数据对比验证了该改进型双极化LPDA作为探头天线应用于近场测量系统中的可行性和有效性。