随着电子器件工艺技术的提高以及无线通信的飞速发展,超宽带技术的应用逐渐从军事领域转变至民用技术,并得到了快速的发展;另一方面,双极化天线有着极化分集、频率复用等优点,在短距离无线通信系统中可以克服信号传输的多径效应;在卫星通信中可以实现收发的极化隔离;在宽带测向系统中可以提供两个相互正交的极化波,所以超宽带双极化天线在许多领域都有着很大的发展潜力。针对不同的应用场合、不同的用途等情况,本文设计了两类超宽带双极化天线,研究内容主要分为三个部分:1、研制了工作频段为2.6-12GHz的平面超宽带双极化天线;2、研制了具有阻带特性的小型化平面超宽带双极化天线,其工作频段为2.3-12GHz; 3、研制了工作频段为3-12GHz的超宽带双极化平面四臂正弦天线。第一类平面超宽带双极化天线所完成的主要工作分为以下两个方面:1)对基于新型超宽带天线的双极化天线进行了研究,设计出两款平面超宽带双极化天线。第一款天线在传统的单根解耦枝节上做出改进,通过在地板45°对角线上引出三根开路枝节,延长了电流路径,拓展了天线的工作带宽,同时也提高了端口间的隔离度。第二款天线的两个辐射贴片与地板之间形成准自补结构,该结构的优点是不需要增加额外的解耦枝节便可获得较好的端口隔离度,有利于减小天线的物理尺寸,实现小型化设计;2)因超宽带频段还覆盖了WLAN系统与WiMAX系统所在频段,为了避免WLAN信号以及WiMAX信号对超宽带系统的干扰,需要滤除这些频段的信号,所以在第二款天线的基础上运用阻带技术获得了 WLAN及WiMAX的阻带。其中,频段为5.1-5.85GHz的阻带特性是由混合陷波的方法实现,通过引入两个传输极点使得阻带具有较好的矩形度,避免了有用信号的浪费。第二类超宽带双极化平面正弦天线所完成的工作有以下两个方面:1)通过分析正弦天线理论,仿真了常规四臂正弦天线。传统减小整个天线横向尺寸的方法是减小正弦天线的单元数,本文研究了同时使用感性和容性负载可以减小天线尺寸方法,得出在四臂正弦天线周围引入两个多边形环,分别附着在介质基板的正面和背面,可以实现天线的小型化的结论。仿真结果验证了加载两个多边形环后,在减小了正弦天线单元数后低频特性并没有恶化;2)设计了应用于该小型化四臂正弦天线的指数渐变微带双巴伦馈电结构,巴伦实现了 50欧姆至200欧姆的阻抗转换;最后,为了获得单向辐射特性,引入了带吸波材料的反射背腔,最终获得了单向辐射的超宽带双极化正弦天线。