在移动通信技术持续迅速发展的背景下,通信频段的带宽不断拓展,对移动通信系统天线的设计提出了更高的技术要求。采用极化分集技术的双极化天线既可以改善系统的多径衰落问题,也能够充分利用频谱资源,实现多种移动通信网络的兼容,因此被广泛应用在现代移动通信基站系统中。本文重点围绕能够覆盖多个通信频段的宽频带双极化基站天线展开研究,具体研究内容如下:首先,针对新提出的IMT频段和原有频段的兼容问题,设计了一种可覆盖IMT/2G/3G/4G频段的小型化宽频带基站天线单元。通过在交叉偶极子上引入不均匀耦合切角提升了天线的整体阻抗带宽,并且在偶极子末端加载金属下垂柱,不仅可以拓宽低频处的阻抗带宽,而且没有增加天线的横向口径,相当于实现了小型化。天线单元实测可以实现69.7%(1.4-2.9 GHz,VSWR<1.5)的阻抗带宽,可覆盖多个通信频段且具备小型化优势,同时在工作频段内具备良好、稳定的辐射方向图。其次,在所设计的小型化宽频带基站天线单元基础上,将天线组成了8单元直线阵。设计了一分八功分器作为天线的馈电网络,并且通过仿真分析选取合适的阵元间距,使得阵列天线获得了高增益和稳定的方向图。天线的实测增益达到13.3-17.2 d Bi,半功率波束宽度为54-76°,具有良好的电路参数和辐射参数,可适用于IMT/2G/3G/4G频段的基站天线。而且得益于天线单元的小型化设计,阵列天线同样具备小型化优势,具有重要的实用价值。最后,提出了一种可覆盖LTE/5G的宽频带双极化基站天线。天线采用Y形微带线耦合馈电,微带线上设有两阶匹配结构,可以有效改善天线的阻抗匹配。最终天线工作在2 GHz-4.1 GHz(VSWR<2),可以覆盖LTE(2.17 GHz-2.69 GHz)和5G(2515-2675 MHz、3300-3800 MHz)频段,带内隔离度大于25 d B,在工作频段内具有稳定的增益和良好的方向图,各个指标均满足基站天线的要求,适用于未来的5G基站建设。