随着移动通信4G时代的到来以及向5G时代的迈进,多偶极子天线在移动通信系统中的作用会越来越重要。通过控制多个偶极子上电流幅度、相位以及空间位置之间的关系,多偶极子天线可以广泛应用于基站天线、圆极化天线、多输入多输出(MIMO)天线以及八木天线中。本研究课题主要创新工作有:1.提出了一种在宽频段内实现天线辐射方向图稳定的方法。通过合理的设计偶极子和反射板的位置,就可以使天线在宽频段内实现稳定的辐射方向图。我们设计、加工和测试了两个单极化的基站天线来验证我们所提出的方法。测试结果显示,我们设计的天线都在宽频段内实现了稳定的辐射方向图、良好的阻抗匹配以及低交叉极化。2.为了减小电磁波传播的多径衰落效应以及为了能够和射频封装器件相连接,我们提出了一款±45°双极化差分基站天线。这款天线水平面内半功率波瓣宽度稳定在65度左右,非常适合应用在三扇区的蜂窝基站天线中。3.提出了两种改善±45°双极化基站天线交叉极化比的方法。第一种方法是在一个基本的±45°双极化基站天线周围加载4个水平的寄生单元。第二种方法是在一个基本的±45°双极化基站天线和反射板之间加载四个垂直的寄生单元。我们设计、加工、测试了两款±45°双极化基站天线来验证我们所提出两种的方法。4.提出了两种实现圆极化天线在宽角度内低轴比的方法。第一种方法是将四个偶极子围成正方形。我们将两对相互垂直放置的偶极子幅度相等相位相差90度激励。只要合理的设计偶极子之间的距离,就可以使圆极化天线在宽角度内实现低轴比。为了减小圆极化天线的整体尺寸,我们用弯折偶极子代替了直线型偶极子。第二种实现圆极化天线宽角度内低轴比的方法是在一个交叉偶极子圆极化天线和反射板之间加载四个垂直的寄生单元。我们设计、加工、测试了三款圆极化天线来验证我们所提出的两种方法。5.提出了一种由H型定向天线组成的MIMO天线。我们提出的H型定向天线在没有引向器和反射器的情况下,在水平面内实现了很高的前后比。我们将四个这样的H型定向天线围成方环形组成一个紧凑的MIMO天线。这个MIMO天线单元之间的隔离度都很高。我们将这款MIMO天线加工测试并评估了它的MIMO特性。6.提出了带有阶梯型反射器的八木天线。由于反射器采用的阶梯型结构,因此反射器的长度可以比偶极子要短。我们通过分析一个偶极子和一个寄生单元的等效电路解释了阶梯型结构可以缩短反射器尺寸的原因。我们将这种阶梯型反射器应用在了一个同轴馈电的八木天线和一个差分馈电的八木天线当中,并将这两个八木天线加工测试。