基站天线作为移动通信系统的重要组成部分,是手机等移动终端与基站直接通信的门户,也是无线通信系统实现频率复用、分集接收等技术的重要载体。随着4G时代的到来,出现了2G、3G、LTE(4G)系统大量并存的局面,对LTE基站天线的需求巨大。为解决站址资源稀缺的问题和迎合基站天线集成化、多功能化的需求,要求新设计安装的基站天线可以应用于LTE频段(低频698-824MHz,高频2.3-2.7GHz)且可以兼顾各项性能。因此,宽带LTE基站天线研究具有重要的研究意义和工程意义。本文主要工作如下:1.研究了一种结构简单的宽带双极化基站天线。天线单元包括两个单极化振子天线和带裙边的弯折反射板,两个单极化振子天线正交嵌套固定在反射板上。每个单极化振子天线都是由半波振子、共面微带线和用于耦合馈电的L型微带线组成,印刷于同一块介质基板上。两个单极化振子天线结构相似,只在L型馈电微带线的弯折方向和介质基板开槽方向有所区别,使得二种极化的振子天线可以交叉嵌套在一起。为实现宽带性能,单极化振子天线为宽臂振子且采用宽带巴伦进行匹配。弯折反射板用于调整天线在水平面的半功率波束宽度。实测表明该天线具有37%的相对带宽,15d B回波损耗带宽覆盖0.69-1GHz频段,在该频段内二个极化端口之间的隔离度优于30d B,天线在两种极化的辐射方向图保持良好的一致性,增益保持在7d Bi左右,辐射方向图稳定。2.研究了一种宽带圆极化基站天线,天线由两个结构相同的圆极化天线单元组成,圆极化天线单元由天线辐射体、馈电结构和反射板组成,天线辐射体为开槽方形环,通过巧妙设置开槽的位置实现圆极化性能,并通过引入寄生环获取了宽带轴比性能。天线单元采用宽带巴伦给天线辐射体馈电实现了良好的阻抗带宽。当用二单元圆极化天线单元组阵后,天线阵的轴比性能恶化,为了优化天线的轴比,要为天线单元选取合适的单元间距并削薄主辐射环短臂的线宽。弯折反射板用于调整天线在水平面的半功率波束宽度和轴比波束宽度。实测表明该天线具有42%的相对带宽,15d B回波损耗带宽覆盖1.7-2.6GHz频段,在该频段内轴比保持在3d B以下,增益保持在11d Bi左右,辐射方向图稳定。3.为适应移动通信基站系统的使用,在前期研究基础上扩展研究四单元宽带双极化天线阵列和八单元宽带圆极化天线阵列。双极化天线阵列单元间距为300mm(~λ0.98GHz),实现了37%的相对带宽,15d B回波损耗带宽覆盖0.7-1.02GHz,无栅瓣,增益保持在14d Bi,两种极化天线辐射方向图一致且方向图稳定。宽带圆极化天线阵列的单元间距为115mm(1.04λ2.7GHz),实现了40%的相对带宽,15d B回波损耗带宽覆盖1.7-2.55GHz,在该频段内轴比小于3d B,无栅瓣,增益保持在16d Bi,辐射方向图稳定。这二种天线阵列都适用作LTE基站天线,并可以向下兼容2G和3G系统。通过上述研究,掌握了不同类型宽带LTE天线的设计原理和实现方法,丰富了天线理论,同时也是宽带圆极化天线应用于移动通信基站的一次探索。