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自美国联邦通信委员会于2002年2月把3.1GHz-10.6GHz划归为民用超宽带频段以来，超宽带通信技术逐渐成为了无线通信领域的一个研究热点。由于超宽带通信频带内包含了若干窄带通信频段，为避免其相互干扰，需要设计具有陷波功能的超宽带天线;为了满足现代通信设备对于小型化的要求，需要对天线进行小型化改进;天线分集技术有助于缓解由无线信道的不稳定衰落造成的差错性能的下降，提高移动设备的信号传输质量，将超宽带技术与天线分集技术相结合，拥有超宽带诸多优点的同时，能有效降低天线的多径衰落和增加系统容量。 本文围绕超宽带天线展开设计与研究。总结了超宽带天线、陷波超宽带天线和超宽带分集天线近年来的发展和研究现状;介绍了天线的相关基础理论;分析了超宽带天线的设计方法;在此基础上应用ANSYS HFSS软件设计了一款微带线馈电的超宽带天线。通过在辐射贴片上开C形缝隙，在微带馈线上开π形和回形缝隙实现WiMAX和WLAN频段的陷波功能。应用天线小型化技术，设计了微带馈电的小型化三陷波超宽带天线。在分集天线设计部分，从阵子单元的辐射方向图入手展开分析，得出平面单极子超宽带天线存在辐射零陷区的结论。采用将两相同天线单元垂直摆放的方式，得到具有较高隔离度的超宽带分集天线，并在此基础上设计了一款双陷波超宽带分集天线和一款小型化三陷波超宽带分集天线。 从仿真结果来看，本文所设计的超宽带天线符合3.1GHz-10.6GHz的频带要求，具有较稳定的增益和较好的全向辐射特性。此外，阻带可调双陷波超宽带天线可以通过改变缝隙长度、宽度或缝隙间距来调节其阻带，且具有良好的阻带矩形度;小型化三陷波超宽带天线的几何尺寸仅为18mm×12mm×1.6mm，且具有WiMAX、WLAN和X-band的陷波特性;陷波超宽带分集天线在保持良好陷波特性的同时具有较高的隔离度和非常小的包络相关系数，适用于超宽带分集系统。 为了验证ANSYS HFSS中天线仿真结果的准确性，选择若干天线样品进行实物制作，并利用Agilent N5247A矢量网络分析仪对天线实物的S参数和电压驻波比进行测试，测量结果进一步验证了仿真设计的可行性及正确性。仿真和测试结果均表明本文所设计的超宽带天线具有较大的实用价值。