作为一项颇具潜力的新技术,超宽带(UWB,Ultra-wideband)技术在无线通信以及微波成像领域展现出了广泛的应用前景。这两个领域中超宽带技术所能提供的高传输速率以及合理的图像解析使得该项技术的研发倍受关注。为了适应超宽带应用的需求,研究超宽带天线既富有挑战性,同时也具有较大的实用价值。论文针对无线通信和微波成像应用,主要研究全向、定向陷波超宽带天线以及针对UWB通信的小型化便携超宽带天线。通过电磁仿真和实验测量,设计了四种新型的超宽带天线。首先,设计了一种微带馈电的单极子双陷波超宽带天线。通过使用含有渐变缝隙的天线结构,使得天线具有剪刀形外观并进一步改善了天线的阻抗匹配特性。此外,通过添加地板槽线和弧形枝节实现了天线的双陷波特性。其次,设计了一种可应用于微波成像系统的新型Vivaldi天线。采用双Y巴伦实现了微带-槽线过渡,利用多阶阻抗变换器解决了宽带阻抗匹配问题。通过在微带线上添加狭缝实现了天线的陷波特性。论文还提出了一种带状线馈电的超宽带陷波小型化天线。通过使用平衡的对踵结构和带状线馈电,在仍然使用低介电常数介质材料的情况下,将天线的物理尺寸以及电尺寸大幅减小。通过在天线中间金属层辐射片上添加槽线实现了天线的陷波特性。最后,针对WUSB(Wireless USB Dongle Application)无线应用,提出了一种与USB闪盘集成的小型内置天线。该天线主要由折叠的辐射片和用于PCB(Print Circuit Board)板集成的金属盒组成,其整体尺寸很小,与一般的USB闪盘大小近似。实验结果显示该天线设计具有足够覆盖WLAN以及UWB频段的工作带宽,且具有良好的辐射特性。文中还研究了笔记本电脑、金属桌子、木质桌子对天线性能的影响,并进行了具体的实验测试。