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如今随着无线通信技术的飞速发展,信息的快速传输为生活节奏日益加快的人们提供了便利。相应地,人们对无线通信的设备也提出了更高的要求,促使着无线通信系统向着多频、宽带和小型化的方向发展。天线作为发射和接收信号的器件,在无线通信系统中承担着重要的作用,天线性能会影响到整个通信系统的性能。宽带天线通常用于覆盖多个工作频带,但会受到其他窄带通信系统信号的干扰。为了抑制多个工作频带之间的干扰信号,需要引入陷波功能。在宽带天线中引入带阻滤波器或陷波结构是实现陷波特性的有效方法。但是,在天线输入端口串联带阻滤波器会增加天线结构的复杂度和整体体积,并恶化天线匹配、增加插入损耗、增加天线制造成本、不利于天线集成。将宽带天线和陷波结构结合,实现设计的一体化,不但可以在不增加天线尺寸的情况下引入陷波功能,还可以不影响天线的其他性能指标,甚至提高工作频段的辐射性能。为了满足通信系统对天线宽带化、小型化和陷波特性的需求,本论文通过对宽带双极化定向辐射天线和宽带垂直极化全向辐射天线的深入研究,开展了通信系统中宽带陷波天线的研究。本论文的研究内容主要包括:宽带双极化2G/3G/4G基站陷波天线。提出一种适用于2G/3G/4G基站的共面波导双极化陷波交叉偶极子天线。首先利用共面波导馈电结构设计了一种宽带双极化交叉偶极子天线。然后提出二阶共面波导缺陷地结构DGS滤波器,将二阶共面波导DGS滤波器和天线印刷在同一基板上,从而引入两个辐射零点,实现了2.2-2.5 GHz阻带。在VSWR＜1.5的条件下,与原来覆盖1.7-2.7 GHz频段的宽带天线相比,所提出的陷波天线的陷波频带的最小增益从8.4 d Bi被抑制到-10.9 d Bi,且陷波频带最小增益与工作频带的增益相比减少了19.3 d B。因此,提出的双极化陷波天线工作在1.7-2.2 GHz和2.5-2.7 GHz,适用于需要陷波功能的2G/3G/4G基站应用。宽带双极化WLAN陷波天线。提出了一种适用于2.4/5-GHz WLAN的宽带双极化陷波交叉偶极子天线。所提出的天线在VSWR＜2的情况下,可以工作在WLAN 2.4-GHz（2.4-2.48GHz）和5-GHz（5.15-5.85 GHz）两个频段,并且在3.4-3.6 GHz频段内,具有两个辐射零点。在该天线的设计中,首先,采用共面波导馈电结构设计了工作频率为2.4-5.8 GHz的超宽带双极化交叉偶极子天线。其次,在共面波导馈电线中嵌入一个小型化的共面波导开槽传输线结构DMS滤波器,引入阻带特性。最后,结合偶极子天线臂上的C形开口谐振环的设计,实现了具有两个辐射零点的陷波频带（3.4-3.6 GHz）。这两个辐射零点可以独立调节,以实现宽阻带性能。结果表明,与无陷波特性的超宽带偶极子天线相比,提出的陷波天线在3.4-3.6GHz频段的内,将增益从8 d Bi抑制至低于-8 d Bi。该天线可以实现稳定的定向辐射方向图,在WLAN的2.4-GHz和5-GHz频段的增益分别为7 d Bi和8.5 d Bi左右。因此,在VSWR＜2时,本章提出的双极化陷波天线工作在WLAN 2.4-GHz（2.4-2.48 GHz）和5-GHz（5.15-5.85GHz）两个频段,可用于需要陷波功能的双极化WLAN应用。宽带双极化2G/3G/4G/5G基站陷波天线。提出了两种基于共面波导滤波器的宽带双极化2G/3G/4G/5G基站陷波交叉偶极子天线,分别为两辐射零点和三辐射零点陷波天线。首先,设计了采用共面波导滤波器作为馈电结构的宽带交叉偶极子天线,其覆盖频率为1.7-3.6 GHz。然后,在VSWR＜1.5的匹配下,设计了共面波导DMS-DGS混合型二阶带阻滤波器,将小型化高选择性的共面波导滤波器和天线印刷在同一介质基板上,从而实现了2.9-3.1 GHz的阻带。在VSWR＜1.5的条件下,与原来覆盖1.7-3.6 GHz频段的宽带天线相比,所提出的陷波天线工作在1.7-2.7 GHz和3.4-3.6 GHz两个工作频段,同时引入2.9-3.1 GHz的陷波频段。所提出的陷波天线在低频段平均增益约为8.3 d Bi,高频段平均增益约为7.1 d Bi。在阻带内,天线增益均低于0 d Bi,最小增益为-14.5 d Bi。最后,在VSWR＜2的匹配下,设计了共面波导DMS-DGS混合型三阶带阻滤波器,将小型化高选择性的共面波导滤波器和天线印刷在同一介质基板上,从而实现了覆盖2.9-3.1 GHz的阻带。在VSWR＜2的条件下,与原来覆盖1.7-3.6GHz频段的宽带天线相比,所提出的陷波天线工作在1.7-2.7 GHz和3.4-3.6 GHz两个工作频段,同时引入覆盖2.9-3.1 GHz的陷波频段。所提出的陷波天线在低频段平均增益约为8.3 d Bi,高频段平均增益约为6.9 d Bi。在阻带2.87-3.17 GHz内,天线增益均低于0 d Bi,最小增益为-14.5 d Bi。与采用DMS-DGS混合型二阶滤波器的陷波天线相比,采用混合型三阶滤波器的陷波天线具有三个辐射零点,增益低于0 d Bi的阻带为2.87-3.17 GHz,具有更宽的阻带,更高的选择性。宽带垂直极化全向辐射WLAN陷波天线。提出了平面宽带全向辐射陷波天线和具有大地板的陷波单极子天线,适用于全向覆盖的WLAN应用。首先,将交叉偶极子天线的宽带特性及其陷波技术引入到全向辐射天线,设计垂直极化全向辐射的WLAN陷波天线。所提出的全向辐射陷波天线可以覆盖WLAN 2.4-GHz（2.4-2.48 GHz）和5-GHz（5.15-5.85 GHz）两个频段,采用开口谐振环在3.5 GHz频点引入陷波零点,阻带内VSWR大于20。在2.4-GHz的WLAN频段内,水平面最大增益大约为2 d Bi,在5-GHz的WLAN频段内,水平面最大增益为3.5-4.2 d Bi。在陷波频段,天线在水平面的最大增益,可以从3 d Bi被抑制到-15 d Bi,增益抑制最大达到18 d B。其次,针对具有大地板的WLAN应用,采用提出的垂直极化天线的宽带特性及其陷波技术,设计具有大地板的全向辐射单极子天线。提出的具有大地板的陷波天线工作与WLAN频段,同样引入传输零点。但是所提出的陷波天线具有更大的矩形系数,在3.4-3.6 GHz陷波频段内,VSWR大于50,抑制效果更好。所提出的陷波天线在水平面的最大增益均小于-13 d Bi,最小增益比上节平面陷波天线小12 d B。在WLAN 2.4-GHz频段,水平面最大增益大约为1.3 d Bi,在5-GHz频段,水平面最大增益为1.8-2.5 d Bi。