UWB（超宽带）天线的方向图反映了其在不同方向上的辐射或接收特性，是评估天线性能的重要指标之一。以下从UWB天线方向图的特性、不同类型天线方向图示例、影响方向图的因素几个方面展开分析：

UWB天线方向图特性

• 色散现象：即便是相对较小尺寸的超宽带天线，也会出现波形的角度色散现象。以脉冲信号激励的平面环形天线为例，首个信号从环的近端辐射出去，第二个信号则从远端辐射出去，远端的信号相对近端信号滞后了一段时间，这段时间差就是信号穿越天线径向所需的时间。如果这种时延是固定的，则任意方向上的辐射波形将或多或少有点不同。时延还与信号在发射出去之前需要从馈电点出发、在天线上通过的距离有关。在靠近馈电点的角度较小的方向上，近端信号仅仅通过了一段很小的距离就变成辐射信号，而远端信号则需要通过天线上较长的一段距离；对远离馈电点的、角度较大的情况，则正好相反，近端的信号需要传播比远端信号长得多的距离。
• 方向图变化：对于超宽带天线而言，情况比窄带天线复杂得多。超宽带天线的工作带宽通常很大，以致在如此宽的带宽内方向图和增益特性都会发生显著的变化。

不同类型UWB天线方向图示例

• 全向天线：在其方位角面（即在某个特定的平面上）上能均匀地辐射和接收能量。偶极子和小环天线都是全向天线的极好例子，这种全向的方向图如同面包圈形状，方向图的“洞”就好比是面包圈中心的“洞”。典型地，仰角从偶极子所在的轴线开始定义，方位角在垂直于偶极子轴线的平面上定义。电场（E）指向仰角方向，而磁场（H）指向方位角方向，辐射能量的通量（S）于垂直于电磁场的方向传播。消费类电子产品（如蜂窝电话）通常采用全向天线，这些设备通常垂直或近似垂直指向（实际上可以任意指向）链路的另一端（比如基站发射塔），因此，全向天线使得这些设备可与其他放置在同一平面内任何位置上的设备建立连接。
• 定向天线：使能量相对集中在一个较窄的场形内，将其用于点对点通信链路或者通信链路两端的天线要对准的应用场合是非常理想的。
• 渐变开槽天线（TSA）：作为一种印制天线，具有良好的性能。在机械方面，它近似二维、重量轻、易加工，适合并行安装及微波电路的集成；在电气性能方面它有较宽的带宽，可达几个倍频程，有较高的增益（7dB - 10dB），还具有比较对称的E面和H面方向图，比较适宜作为无载波脉冲雷达的接收天线。
• UWB微带贴片天线：在H面全向性较好，而在E面方向图上，较低频率上接近双向性，在较高频率上出现了旁瓣。该天线最高增益维持在3.0 - 4.4dB之间。

影响UWB天线方向图的因素

• 天线设计：不同设计的天线会产生不同的辐射方向图。例如，通过在天线前面添加导向元件（导向器）和在后面添加反射元件（反射器）可以塑造天线的辐射方向图。反射器重定向天线后面辐射的能量，使其向前传播。
• 工作频率：UWB天线的工作带宽大，在不同的工作频率下，方向图特性会发生显著变化。