电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）领域所关心的频率范围从几十赫兹直到几十吉赫兹，在这么宽的频率范围内做试验，如果天线的工作带宽偏窄，那么覆盖这么宽频率范围的天线数量将是不可接受的，所以在电磁兼容试验当中使用的天线一般都是宽频带天线。信号源是电磁兼容性实验中使用最普遍的设备之一，其共同特点就是要求覆盖频率宽，并能够满足一定的功率强度要求。 球形偶极子天线就是一种新型的小型宽频带天线，集信号源与辐射天线于一体，信号源内置使其无需外部引线独立工作，体积小巧，直径仅100mm，具有很大的工程应用价值。本课题通过对球形偶极子辐射天线的产生机理进行进一步分析，结合实验室早期的研制工作改进了现有基频30MHz的球形偶极子辐射天线，使其发射频谱能量动态范围提高到了50dB以上，并研制以5MHz、100MHz为基频的球形偶极子辐射天线，通过结构和电路方面的多项改进措施，扩展了应用的频带。主要工作包括以下几个方面： 1）查找相关资料，了解国内外相关产品的进展情况，为本课题的设计目标提供参考。 2）对球形偶极子辐射天线的辐射单元（球壳）进行HFSS仿真，确定其随频率变化的输入阻抗、电压驻波比、辐射方向图等主要参数，为设计提供指导。 3）对天线结构进行改进，使其更加利于信号发射，同时更加方便使用和维护。包括：馈电方式由球壳的旁边馈电改为中间馈电；电池组封装更加对称；馈电路径平滑过渡；加入充电电路等。 4）对信号源电路进行改进，包括：利用并联阻抗匹配提高信号源功率传输效率；利用高频滤波抑制不必要的频率能量损失；改进布局布线提高电路板高频性能等措施。 通过上述手段，改进了基频30MHz、工作频率30MHz～1GHz球形偶极子天线的性能，发射频谱能量动态范围均在50dB以上；研制了基频5MHz、工作频率30MHz～100MHz和基频100MHz、工作频率1GHz～3GHz的球形偶极子辐射天线，发射谱线能量的动态范围均在40dB以上，且大部分谱线动态范围超过50dB。信号源内置式球形偶极子辐射天线可以在许多对频率要求不甚严格的电磁兼容试验中取代扫频源，在辐射发射试验中检查由接收天线-互联电缆-接收机组成的通道的有效性；也可用于机箱、机柜的屏蔽效能测试；各种测试场地相互之间的校正比较；以及暗室场地衰减等其它各类电磁辐射试验。