为满足高速率无线通信对超宽带(UWB)传输的要求，该文设计了一种高隔离度超宽带多输入多输出(MIMO)槽天线。天线采用共面波导(CPW)馈电，印制在相对介电常数为4.4的FR4介质基板上。通过对天线地板切角，天线实现了良好的阻抗匹配。实测阻抗带宽为2.88~11.18 GHz，相对带宽达118.1%。为了降低耦合度，两个辐射单元间采用中和线结构，实现了天线的高隔离度。实验表明，在工作频带内，天线的端口隔离度大于20 dB，包络相关系数(ECC)小于0.002，分集增益(DG)大于9.996 dB，分集性能良好，该天线适用于超宽带无线通信系统。

为实现对双陷波超宽带(UWB)天线的精准神经网络建模,提出了一种利用改进的果蝇算法(FOA)优化广义回归神经网络(GRNN)的建模方法。该方法通过扩大果蝇搜索范围,在味道判定公式中引入调整项来实现果蝇算法的改进,并用改进后的果蝇算法优化GRNN的光滑因子。这样可以避免果蝇算法陷入局部最优,提高模型预测精度。将该方法用于双陷波超宽带天线模型的建立中,并对天线的S11参数和电压驻波比VVSWR参数进行预测。结果表明,相比于FOA-GRNN建模方法和GRNN建模方法,S11参数的最大相对误差分别减小了91.08%和99.14%;VVSWR参数的最大相对误差分别减小了98.36%和99.18%,使超宽带天线建模精度得到提高,验证了该方法的可行性。

射频爆磁压缩发生器作为一次性电磁脉冲产生和辐射的小型化装置，其辐射天线的结构和性能是其在实用化层面亟待突破的瓶颈。针对这一问题，深入研究了射频爆磁压缩发生器产生和辐射电磁脉冲的机理，并在此基础上，提出了一种适于实际需求的射频爆磁压缩发生器小型化共形天线。此共形天线设计成爆磁压缩发生器本体的一部分，在结构方面保证了该装置的小型化和实用性。CST仿真和实物测试结果表明，此共形天线在0.5 GHz到10.3 GHz的频带上具有良好的辐射特性，在辐射性能方面同样可以满足射频爆磁压缩发生器实用性的需求。

设计了一种带有机玻璃天线罩的地平板结构横电磁波(TEM)喇叭接收天线，通过对馈入结构和辐射特性的理论分析初步确定关键结构尺寸，然后利用CST 建立天线真实模型，完成相关结构参数的仿真优化，实现了快脉冲的较小馈入反射，时频特性良好。最后的天线测试结果表明，该TEM 喇叭天线输入阻抗56 Ω，有效高度0.024 m，传递函数在3 GHz 以内保持稳定，具备较好的时域保真度和馈入反射特性，适于作为超宽带接收天线。

基于功率容量和口径匹配的考虑,设计了一种超宽带折线型TEM喇叭天线。相比传统恒阻抗TEM喇叭,主要改进在于采用了同轴到平板过渡的馈入结构,辐射极板改为两段折线形式。通过理论模拟和实验研究对两种天线的输入、辐射特性进行了比较和分析。结果表明：采用960 ps宽度的高斯脉冲激励,同轴平板过渡峰值功率传输效率达到85%；相比于恒阻抗喇叭,折线TEM喇叭辐射峰值电场提高30%,H面方向图主瓣宽度由80°压缩至60°,同时改善了700 MHz频带内的传输辐射特性,瞬态脉冲峰值功率容量达到15 GW。

超宽频带传输在短距离内(通常10 m 范围内)利用自身的带宽优势，可以通过较低的能量(功率谱密度小于-41.3 dBm/MHz)和较大带宽(超过500 MHz)进行高速通信(100 Mb/s 以上，理论上可以达到1 Gb/s)。超宽频带通信技术与多入多出技术的结合还可以进一步增加通信容量。作为超宽带通信应用中重要的一环，超宽频带天线的优化设计显得尤为重要。超宽频带天线为带宽超过500 MHz 或相对带宽大于20%的宽频天线。本通信选取最具代表性的Vivaldi 天线为例，通过统计优化算法对多目标任务进行优化，得到130 mm ×100 mm 尺寸天线的-10 dB 带宽达2.4 GHz。该设计方法对宽频带、多参数天线设计有较好的借鉴。

通过对组合振子的实验研究，验证了磁偶极子回路所具有的优势: 能够极大地改善天线低频传输以及辐射特性，具有明显的低频补偿能力。此外，通过设置磁偶回路周长比，比较了不同磁偶回路状态下的天线特性，发现双磁偶回路对于低频特性的改善要优于单磁偶回路，后者的优势主要体现在高频。根据这一现象，采用单磁偶回路结构设计工作频带为300 MHz~5 GHz组合振子接收天线。

针对用于成像雷达系统的超宽带TEM喇叭天线进行了优化设计，兼顾辐射性能、馈入反射和小尺寸条件，采用平滑渐变结构和加载技术代替原设计，增加了低频电流的回流通道，从而改善了天线的低频特性，增强了其定向辐射能力。在理论分析的基础上对其进行了仿真，并按照仿真结果实际制作了一副天线，对天线进行了测试。仿真与实测结果表明: 在电压驻波系数小于2时，该天线具有11∶1的阻抗带宽，较强的辐射能力和良好的定性辐射特性，能够满足雷达系统的需求。

设计了一款基于共面波导(CPW)馈电小型化具有三陷波特性的超宽带天线。该天线采用矩形贴片组合作为辐射单元，通过在辐射贴片上开倒U型、圆弧形和S形缝隙来实现陷波功能，有效地抑制了WiMAX(3.3~3.7 GHz)，WLAN(5.150~5.825 GHz)和X波段卫星通信系统下行频率段(7.25~7.75 GHz)对超宽带系统的干扰。结果显示：该天线在3.1~12.0 GHz内电压驻波比小于2，整个工作频段内具有稳定的增益和良好的辐射方向特性。

采用时域方法测量超宽带天线的辐射中心时, 找出一个参考点, 使天线以此点为中心的辐射波在辐射主轴某一范围内的波形时延最小, 该参考点即为天线的辐射中心。该方法无需考虑馈入脉冲的频率, 仅需观察天线辐射场各方向的波形时延。用时域测量方法测量了超宽带TEM喇叭天线的辐射中心, 并用TEM喇叭做为馈源的抛物反射面天线进行了验证, 结果证明了该方法的可行性与准确性。