随着无线通信的飞速发展,移动用户对系统容量、质量的要求也越来越高,但目前无线信道存在的多径衰落、频谱拥挤、噪声干扰等问题大大影响了数据率的提高,一些常规的技术方案将不能满足这些日益增长的需求,而多入多出(MIMO)无线通信技术提供了解决该问题的新的技术途径,它在无线信道的收发两端均采用多个天线,并配合空时编码,充分开发空间资源,在无需增加发射功率和频谱资源的情况下,成倍地提高系统容量。MIMO 系统获得理想效果的一个关键在于多天线的合理设计与布局,以保证其取得良好的分集增益。本文在对目前MIMO 天线领域的研究动态进行概述的基础上,结合基站的自身特点,提出并实现了一种新型的基站极化分集波束赋形天线阵列,其阵元为平面印刷偶极子,阵列在俯仰面形成类似平方余割形式的方向图分布。本文工作可分为以下三个部分。首先,本文简单回顾了研究的相关背景,包括无线通信的发展历程,MIMO技术的基本原理和主要研究内容,如信道建模、空时编码方案、分集技术与多天线设计等,并概述了蜂窝无线通信基站天线的常见形式及特点,在此基础上提出了本文MIMO 基站天线的设计思想。接着,本文重点介绍了基站极化分集波束赋形天线阵列的设计过程,包括阵列单元的选择、阵列综合原理、方向图赋形、微带功分器制作,并给出了仿真及测试结果。最后,为验证该极化分集阵列的性能,我们将其用于MIMO 系统平台,进行了一系列的实验,并对一些典型的实验现象和实验数据进行了分析讨论。从实验结果可以看出,该极化分集波束赋形天线可以获得良好的分集效果,同时更好地实现了对服务区的覆盖,达到了预期的设计目标。