随着新一代移动通信技术的迅猛发展,不断增长的话务量与多元化的通信业务对移动通信系统的性能提出了越来越高的要求。基站天线在移动通信系统中具有重要作用,它能直接影响通信设备的性能,故基站天线的发展方向必定要适应移动通信系统的需求。天线在多系统共站、多种制式共存的需求下朝着小型化、宽带化的方向发展,因此一副天线能够兼容多种通信频段显然具有重要的意义。本文对基站天线的宽带化进行了研究,并基于基站天线的发展方向提出了两款适用于移动通信系统的宽带双极化基站天线单元,分别是应用于2G/3G/LTE/5G频段的宽带双极化基站天线单元和应用于IMT/2G/3G/LTE频段的菱形宽带双极化基站天线单元,并对应用于IMT/2G/3G/LTE频段的天线单元进行组阵。本研究课题的主要成果有:1.对工作频段能够覆盖2G(1710 MHz-1920 MHz)/3G(1880 MHz-2170 MHz)/LTE(2300 MHz-2400 MHz&2570 MHz-2690 MHz)/5G(3300 MHz-3600 MHz)频段的双极化基站天线单元进行了研究。针对现有基站天线频带窄的现状,提出了一种宽带双极化基站天线的设计方法。该天线能够在频段1700 MHz-3700 MHz内实现良好的阻抗匹配和辐射特性。文中对偶极子的谐振进行了研究,通过引入“U”型槽,在原有两个谐振模式的基础上加入一个新的谐振模式,采用切角技术改变天线的电流分布,从而达到了扩宽频带的目的。2.对工作频段能够覆盖2G/3G/LTE和IMT频段的双极化基站天线单元进行了研究。针对现有基站天线工作频带窄、非平面化等问题提出了一种全平面、宽频带基站天线单元。该天线能够在频段1350 MHz-2900 MHz内实现良好的阻抗匹配和辐射特性。主要利用弧形辐射结构改变电流路径,通过巴伦馈电实现阻抗匹配来扩宽天线的频带。该天线单元把国内外的频段集中在一个天线单元上,可以克服国内外基站天线需要分开建站的缺点,且该天线结构简单稳固,外形小巧,采用印刷偶极子作为双极化天线辐射元件大大减少了安装步骤。3.对能够覆盖1350 MHz-2900 MHz频段的基站天线阵列进行了研究,天线阵列是由四个等间距且结构完全相同的天线单元直线排列组成天线阵列,放置在矩形金属反射板上。对天线阵列进行加工和测试,实测结果和仿真结果基本一致。测试结果表明天线阵列能够在1350 MHz-2900 MHz频段内全频覆盖,相对阻抗带宽达到72.9%,能够实现稳定的增益和半功率波瓣宽度。