电磁波测井是现代石油测井领域中广泛使用的一种测井方法，可同时得到地层的介电常数和电导率参数，进而能有效划分油水层。传统电磁波测井的探测分辨率和探测深度受带宽制约而相互矛盾，超宽带电磁波测井将超宽带技术引入测井领域，在有效获取井周地层电导率和介电常数的同时，能得到地层中的裂隙等目标体信息，而且在提高探测分辨率的同时，增加测井探测深度。本文在综述国内外电磁波测井技术、超宽带技术和超宽带测井技术的研究现状基础上，从理论和建模两方面对超宽带电磁波测井进行了研究。在理论研究中，介绍了超宽带定义和几种超宽带信号的形式，利用解析方法分析了超宽带电磁波的能量慢衰减特性，并归纳了电磁波在典型地层介质中的传播、分层和裂隙的反射的能量衰减大小。然后详述了电磁波仿真研究使用的时域有限差分法和完美匹配层吸收边界条件。在仿真研究中，首先利用频域分析方法分析了超宽带电磁波单发双收测井方式下接收信号幅值比、相位差和地层电导率、介电常数的关系，有力地证明了超宽带电磁波测井方法能有效反演得到地层的介电常数和电导率参数。然后仿真验证理论研究中得出的超宽带电磁波能量慢衰减结论。建立多个典型的存在目标体的地层模型，仿真分析了超宽带电磁波在其中的传播机理。最后，本文对超宽带测井微带天线进行了研究。在介绍了天线的基本参数和微带天线的基本设计依据的基础上，从馈带、辐射单元和接地板多个角度对微带天线进行带宽优化，为超宽带电磁波测井收发装置的研制打下了一定的基础。本文的研究工作为超宽带电磁波测井的后续相关实验工作开展打下了坚实的理论基础，并为超宽带电磁波测井一起研制提供了一定的理论支持。