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随着无线通信技术的飞速发展,现代通信、电子对抗、雷达等通信系统对通信设备的便携性,隐蔽性和小型化的要求越来越高,天线作为通信系统中必不可少的关键器件,对其进行小型化设计是十分必要的。在新一代通信系统中,超宽带天线能有效的增加通信系统的容量,增强系统抗多径衰落的特性,提高系统的通信速率。一方面,对于灵活性和机动性要求高的通信系统,如舰载、机载和星载通讯系统,小型化低剖面的超宽带天线可以有效降低系统的载荷和减小系统的体积,还能减小雷达散射面积,提高系统平台的隐蔽性。另一方面,天线的小型化和低剖面设计往往是以牺牲天线的工作带宽和辐射模式的稳定性为代价的。因此,在超宽带天线的小型化和低剖面设计过程中,研究如何展宽天线的工作带宽的同时又能保持天线辐射模式的稳定性是十分有意义的。首先,针对超宽带定向辐射天线的方向图在宽频带内发生畸变裂瓣的问题,分析研究了基于Vivaldi天线的新型超宽带定向辐射天线,该天线采用了3维卷曲结构和终端加载的技术,很大程度上降低了天线的剖面高度(0.216λmax,λmax为天线最低工作频率对应的工作波长)。另外,天线的驻波比小于2.5的频带宽度达到了10:1,并在整个频带内实现了稳定的定向辐射。加工测试结果与仿真结果基本吻合。实测增益为3.6dBi-8.2dBi。总之,该天线较好的解决了低剖面超宽带天线的辐射方向图不稳定的问题。其次,基于高阻抗表面设计了低剖面的超宽带双极化天线,该天线利用交叉偶极子激励高阻抗表面,从而产生两种不同工作模式,利用两种工作模式的两个谐振点实现了较宽的阻抗带宽。该天线采用了新型高阻抗表面,与传统的单一周期性结构的高阻抗表面相比,该高阻抗具有较低的容抗,能够与双极化交叉偶极子激励源耦合得到较好的阻抗特性。同时也对交叉偶极子进行了优化,添加了寄生辐射臂和平衡短路探针,提高了天线的端口隔离度,改善了天线辐射模式的对称性。天线的加工测试结果与仿真结果吻合较好。实测天线的S11<-10dB的相对带宽为41.5%,剖面高度仅为0.06λc,λC为天线工作带宽的中心频率对应的波长。最后,总结全文。本文对两种类型的低剖面超宽带天线进行了研究与设计,取得了较好的研究成果,具有广泛的实用价值和重要借鉴意义。