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随着LTE投入商用，2G、3G和4G将在移动通信网络市场内共存一段时间为人们提供移动通信服务。天线是无线网络信号的出入口，由于新的基站站点资源越来越难获得，复用已有站点使其支持多制式网络成为未来的网络部署的主要途径，研究支持多制式、小型化、低剖面、高性能的基站天线单元是非常具有实际意义的。本论文研究与设计应用于LTE、3G和部分2G通信系统的双极化基站天线。本论文的创新成果具体为：1、提出了一种寄生贴片结构的印制偶极子天线单元。将一副短振子作为寄生贴片，放置在辐射臂的上方，通过双臂的辐射场激励寄生振子贴片。天线的电压驻波比VSWR2.0阻抗匹配带宽为1.54-3.64GHz，实现了80%的相对带宽，与传统的印制振子天线相比，天线有三个谐振点，相对带宽提高了一倍。2、提出了一种加载短路“T”形振子结构的印制偶极子天线单元。将一副小的短振子作为高频段的辐射振子，短路接在辐射臂的上方。天线有四个谐振点,实现了80.5%的相对带宽(VSWR2.0)，与传统结构印制偶极子天线相对带宽相比提高了一倍。3、提出了一种新型的分支线匹配的馈电巴伦结构的印制偶极子天线单元。在不改变天线大小的基础上，对传统的“J”形馈电巴伦结构进行改进，基于传输线理论分析方法计算了这种馈电巴伦具有宽频带匹配特性，并设计制作了天线，测试结果表明，天线实现了58%(VSWR1.5)的相对带宽。4、提出了一种新型的双层贴片短路振子结构的宽带双极化基站天线单元。双层贴片结构扩展了天线带宽，抑制了交叉极化比。提出了一种阶梯状的印制馈电巴伦，提高了双端口的隔离度线。天线双端口VSWR≤1.5的公共带宽为66.7%，带宽内隔离度基本大于25dB。5、提出了一种新型双层贴片分支线匹配的馈电巴伦结构的宽带双极化基站天线单元。结合双层贴片结构振子加载技术，大幅度的扩展了天线带宽，抑制了交叉极化比。双极化天线两端口的VSWR1.5的工作频带达到了57.6%相对带宽（1.63GHz-2.95GHz），天线在整个工作频带内方向图稳定。6、基于LTE基站宽频带、小型化的要求，设计了一种24的8单元阵列天线，双极化阵列天线各个双极化天线单元端口具有1.8GHz-2.87GHz公共工作频带，实验结果表明该双极化阵列天线具有良好的性能指标。