超宽带(Ultra-wideband,UWB)技术是目前短距离无线通信实现的有力竞争方案,该技术固有的特点及其特定的应用场合决定了UWB天线在电特性和物理特性上均有别于传统的窄带和宽带天线。作为有效完成极窄时域脉冲信号辐射和接收的关键性部件,UWB天线的性能也直接制约着整个UWB系统的性能。因此,开展UWB天线设计理论及其技术实现的研究不仅具有较高的学术价值,同时也有相当的实际意义。　　 在微波电路和天线设计中为了解决阻抗不同的元件、器件相互连接而又不使其性能受到严重影响,就必须使用阻抗变换器来进行匹配。传统的阶梯型阻抗变换器存在尺寸大、带宽不够宽、设计方法繁琐等问题；而渐变线阻抗变换器存在设计困难的问题；因此,对阶梯型阻抗变换器进行设计简化、宽带化及其小型化对微波集成电路是十分有意义的。　　 本论文在介绍天线数值方法和仿真软件的基础上,进行了以下主要研究工作:　　 1.通过仿真分析选定天线结构为共面波导馈电的宽缝超宽带天线,详细分析了宽缝天线的结构参数对其性能的影响。在大量的仿真和分析的基础上,优化设计出尺寸为50mm×50mm的超宽带天线,其仿真阻抗带宽超过175％(2.0～30GHz)。此后,又对天线进行了小型化,设计出尺寸为47mm×47mm的超宽带天线,其仿真阻抗带宽也超过175％(2.0～30GHz)。　　 2.从理论上介绍一种新型的阻抗变换器的设计方法,证明这种新的设计方法的优越性,进而利用优化手段对这种新型的设计方法进行优化,设计出比传统阶梯阻抗变换器尺寸缩小约20％、带宽更宽的优化的新型阻抗变换器。　　 3.根据大量的理论和仿真分析结果,实际制作了尺寸为50mm×50mm的馈线带有阻抗变换器和不带阻抗变换器的宽缝超宽带天线以及47mm×47mm的馈线带有阻抗变换器宽缝超宽带天线各一个。对三种天线的S11散射参数进行了实测并作了对比分析,其中带有阻抗变换器的两个天线实测阻抗带宽均在162％(2.05～20GHz)以上。