偶极子天线具有体积小、成本低、重量轻和便于组成阵列等优点,长期以来受到广泛关注。同时,圆极化天线由于可以显著地抑制法拉第旋转效应,被广泛应用在全球定位系统以及卫星通信等无线通信系统中。因此,圆极化偶极子天线具有重要的研究价值。另一方面,双极化天线由于能抑制多径干扰以及增加信道容量,在基站天线中应用广泛。随着无线通信技术的快速发展,通信系统的小型化和紧凑化已经成为一种新的发展趋势,天线单元的小型化与宽带化、MIMO天线的小型化与单元之间高隔离度以及天线与其他器件之间高集成度和高性能的矛盾成为天线设计的难点。针对上述难点,本文围绕偶极子天线这一研究课题,设计了四款新型圆极化/双极化偶极子天线。本论文主要的研究内容如下:1、提出一种低剖面宽带圆极化交叉偶极子天线。该设计在交叉偶极子所在介质基板的上表面和下表面分别引入四个寄生单元来降低天线的剖面以及增加天线的带宽。每个寄生单元由一个水平贴片和一个短路金属柱组成。位于介质基板下表面的四个寄生的短路贴片可以提高天线的圆极化带宽以及降低天线的剖面而位于介质基板上表面的四个寄生的短路贴片能够进一步增加天线的圆极化带宽并改善天线的增益。最终,天线不仅可以在0.067λ0的剖面下实现61.8%的阻抗带宽以及51.6%的轴比带宽,而且在整个通带内的增益稳定,波动仅为1.2 d B。与现有的宽带圆极化交叉偶极子天线相比,该设计不仅具有最低的剖面,而且还有足够竞争力的圆极化带宽。2、提出一种高隔离度的圆极化交叉偶极子MIMO天线。该设计在两个相同的圆极化交叉偶极子天线中间引入一个短路的金属柱将原本传输系数曲线中高频处的低点转移到天线期望的工作频段处,从而两个天线单元之间最低的相互耦合水平能达到–26 d B左右。此外,该圆极化交叉偶极子MIMO天线在13.2%的圆极化通带内的相互耦合水平都低于–20 d B。与现有的圆极化MIMO天线相比,该设计的去耦技术最简单,而且能够在较宽的圆极化带宽内实现较好的去耦效果。同时,该去耦技术既不会增加天线的后瓣辐射,也不会增加天线的剖面。3、提出一种单层板低剖面圆极化滤波贴片偶极子天线。该设计采用一个方形馈电圆环以及四个位于圆环四周相同的L形贴片来产生圆极化辐射。此外,在天线中引入简单的寄生单元包括四个细的微带枝节、四个短路金属柱以及两个相同的U形缝隙实现带通滤波功能。最终,天线能够在剖面低至0.02λ0的条件下实现4.1%的圆极化带宽,而且天线的增益达到8.3 d Bic。除此之外,天线在通带边缘实现较高的滚降度以及高于20 d B的带外抑制水平。与现有的圆极化滤波天线相比,该设计不需要额外的滤波电路,因而能实现较高的增益。此外,该天线只需要单层介质基板,因而天线的剖面最低。4、提出一种宽带双极化偶极子天线。该设计在双极化偶极子天线的地板上引入四个折叠的金属板来提高天线的带宽。具体地,利用折叠金属板和相邻偶极子之间的耦合作用,在天线原有通带附近引入一个额外的谐振模式,从而将其阻抗带宽从30%大幅提高到92%左右。此外,在整个阻抗通带内两个端口之间隔离度高于20 d B,平均增益为6.2 d B左右。与现有的宽带双极化偶极子天线相比,该设计具有最小的尺寸,且能实现最宽的阻抗带宽。