随着铁路及公路基础建设的快速发展,如何利用公共移动网络实现在建铁路和公路隧道信号的及时跟进覆盖,已成为工程界普遍关注的问题。由于在建工程无线通信需求具有临时性和及时性的特点,所需通信天线应具备结构紧凑、可移动以及信号覆盖好等性能,可以说天线类型的选取及在建隧道电波覆盖的特性从根本上决定着其中无线通信的质量和可靠性。因此,针对性的研究隧道环境中的电波覆盖特性,并据此设计相关隧道通信天线具有十分重要的现实意义。本文主要围绕隧道电波覆盖特性分析、隧道通信天线设计及隧道电波传播情况三个方面开展研究,其主要内容如下:（1）在建隧道无线通信天线需求分析首先介绍了隧道环境中电波传播的基本理论,然后通过具体工程应用分析了不同极化波在地铁隧道场景中的覆盖规律,并总结出在建隧道通信天线设计的基本要求,为后续在建隧道通信天线设计奠定基础。（2）基于顺序旋转布局的宽带高增益圆极化阵列天线设计针对在建隧道环境中均匀电波覆盖的需求,利用多馈点多单元组合的方案,在特征模分析技术支撑下,提出了基于加载矩形枝节及弧形切角寄生贴片的宽带圆极化天线单元,并在此基础上采用顺序旋转技术、紧凑型馈电网络以及矩形折边开槽技术等措施设计出在建隧道专用圆极化阵列天线,以满足在建隧道所需的可移动性好、增益高且增益均衡度好等特殊需求。论文详细给出了天线单元、馈电网络以及阵列天线的设计过程、样品制备及性能测试。测试结果表明所设计的圆极化阵列天线性能良好,具有较好的工程应用潜质。（3）加载隧道通信天线的电波覆盖性研究利用电波传播仿真软件WinProp对隧道环境进行了建模仿真,通过加载不同极化的天线方向图来分析隧道环境中的电波覆盖情况,验证了圆极化天线具有更好的覆盖效果。在此基础上,研究了所提出的阵列天线在长直隧道中通过改变截面摆放位置来实现隧道电波覆盖特性的优化方法,为实际工程应用中的天线类型选择及摆放布局提供有益指导。总之,本文从在建铁路及公路隧道无线电波完整覆盖的需求出发,在分析隧道内电波传播特性的基础上,设计出符合LTE频段（1.71 GHz-2.69 GHz）覆盖的增益高且均衡度好的实用圆极化阵列天线,并通过电波仿真软件验证了所提出的天线在隧道环境中电波覆盖的有效性,为在建隧道通信及其他工程应用提供了新的解决方案。