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近二十年来,移动通信系统得到了飞速发展。第四代移动通信系统的全面普及以及5G通信的加速推广,这些对于基站通信系统中的天线提出了更高的设计要求。小型化、双极化、宽频带或多频带基站天线开始成为基站天线的主流设计方向。本论文对采用电磁偶极子形式的基站天线进行了研究,主要分为以下三个方面的工作。首先,在互补天线理论基础上,结合常见的电磁偶极子天线模型,设计出了一款小型化紧凑型宽频带双极化电磁偶极子天线。该天线主要通过调整水平辐射面天线形状以及采用线性渐变馈电设计,用简单紧凑的结构实现了天线的小型化、宽频带以及双极化要求。天线实测结果表明,在常用的基站通信频带1.7GHz-2.69GHz(2G、3G、WLAN、WIMAX、LTE)上,天线具有良好的阻抗匹配特性、稳定的增益以及良好的定向辐射能力。其次,在上述天线设计基础上,设计了一款紧凑型双频双极化电磁偶极子天线。主要是通过重新改进优化了天线的辐射面形状、在水平辐射面下增加理想导体贴片以及天线周围增加角型反射器,使得天线在不同频带0.8GHz-1.0GHz(GSM900)和1.7GHz-2.4GHz(2G、3G、WLAN)仍然具有稳定的增益和良好的定向辐射能力。天线各项仿真、测试结果表明,所设计的双频双极化天线满足基站天线的使用要求。最后,研究了实际通信系统中的基站阵列天线。在第一款天线单元的设计基础上,提出了一款八单元宽频带双极化基站阵列天线设计。主要通过软件仿真分析了天线单元的间距、天线反射板的形状以及天线单元数对于天线阵列辐射性能的影响,并且设计出相应的功分网络对阵列天线进行馈电。由天线仿真结果表明,该阵列天线各项指标均符合移动通信系统的要求。