近年来，宽频带无线技术在雷达、通信、天文等各个领域的应用日益广泛，其关键部件宽频带天线也得到了越来越深入的研究。缝隙天线因其结构简单、低剖面、便于成本低廉的印刷制作等优点得到了广大工程师的青睐，与此同时，用一副天线实现宽频带定向辐射也成为研究的热点以及难点。本文主要结合工程应用，提出了一种应用于宽频带缝隙天线的新型多级反射板，实现了缝隙天线宽频带范围内定向辐射性能，并且基于差分进化(DE)算法对应用于该宽频带缝隙天线的多级反射板进行了优化设计。论文的主要工作与成果体现在以下几个方面：1.宽频带缝隙天线的设计。设计了一款工作于常用无线通信频段的宽频带缝隙天线，采用宽频带交叉结型微带——槽线转换巴伦进行馈电，并结合渐变的阶梯阻抗变换器，有效地减小了馈线上的反射，同时利用容性贴片加载技术拓宽了天线的带宽。所设计的天线阻抗带宽为1.56GHz-3.05GHz (65%)。2.新型多级反射板的设计。针对目前宽频带定向天线的设计难题，提出了一款新型的反射板——多级反射板。该反射板采用若干块小金属反射板组成，通过优化各个反射板到辐射天线的距离以及它们的尺寸，使之组合而成的反射板实现天线在给定辐射方向上辐射波与反射波的同相叠加。该反射板使得缝隙天线在阻抗带宽1.37GHz-3.21GHz (80.3%)范围内，增益峰值达到9.3dB，前后比达到17dB以上。并且该反射板的结构简单，成本较低，具有一定的工业应用价值。3.基于差分进化算法的多级反射板优化设计。基于DE算法，在带频宽约束条件下，通过优化各个小反射板的尺寸与其到辐射天线的距离，有效地提高了天线的增益与前后比，并且节约了大量的人力与时间。天线实物测试结果表明，天线在阻抗带宽1.35GHz-3.28GHz (83.4%)范围内，增益峰值9.95dB，前后比达到18dB以上，并且进一步缩短了缝隙天线与反射板之间的距离。