近年来,随着移动通信的飞速进步,特别是3G的成熟与4G的日益普及,无线移动通信系统对容量和对速率的需求逐渐增高,基站天线是系统的关键设备也承受着巨大的挑战。传统基站天线由于体积大、交叉极比高以及带宽窄等缺点很难适用于新的移动通信系统。因此,针对具有低剖面、宽频带、低交叉极化等特性的基站天线的研究具有重要的意义。本文主要针对宽带双极化微基站的低剖高度、宽带以及低交叉极化特性进行研究和优化设计。对上述基站天线的三种特性进行了阐述和研究,总结了改进天线性能的基本方法,并针对不同性能要求进行了相应的方案设计和实物的加工与测试,实验结果与设计目标吻合较好。本文的内容可以概括为如下四个部分:1、首先介绍了基站天线国内外目前的发展现状和背景,并回顾了天线的基本理论和基站天线的关键指标参数。2、介绍了几种常规的展宽天线带宽的方法,并总结这些方法的优缺点;设计出了一款1710-2170MHz的低剖面双极化天线,该天线采用差分馈电和寄生条带技术实现了23.7%的带宽,整体剖面高度小于20mm,其中包括天线罩(3mm)和反射板(2mm)。实验结果表明该款设计天线可以达到宽带低剖面的预期效果。3、针对宽带低交叉极化比性能基站天线的应用需求,本文对低交叉极化基站天线进行了研究,研制了一款锯齿型围栏加载的低交叉极化比基站天线。该天线在±60°方向的交叉极化比得到明显改善,波瓣宽度在整个频带内稳定在65°±5°范围内,经过加工和测试验证了该方法的可行性。4、针对1710-2170MHz频段的基站天线阵,设计出一种叠层形式和L型微带馈电的1×2微带天线阵列。通过特殊的叠层和馈电方式,在保持低剖面特性下,实现了带宽的进一步拓展。在0.1λ(16mm)的剖面高度下实现驻波小于2;同时,通过采用差分馈电隔离度也显著提高到32dB。数值仿真与模拟结果验证了设计的正确性。