近年来，第三代移动通信技术已经发展成熟，并已大规模投入商用。第四代移动通信技术也逐渐开始发展，未来移动通信将会出现第二代到第四代系统共存的局面。因此为了节省基站的站址安装资源，减少网络建设成本，对移动通信基站系统提出了更高的要求，需要同时兼容多种通信标准，覆盖多种移动通信频段。天线作为基站系统中空间电磁波与电路能量交换的重要接口，其性能的好坏对整个通信系统有着直接的影响，因此，如何设计一种能兼顾各项性能，覆盖尽量宽频段的天线，对于适应多种通信标准具有重要的意义。至今为止只有少数天线公司拥有能满足这样性能的天线产品，核心技术多数掌握在外国企业手中。而我国也是第四代移动通信系统中重要的标准制定国家之一，因此自主研发具有优秀性能的移动基站天线具有重要的意义。现代通信系统要求最大限度的提高频谱利用率。因此，当多个相近的频段同时出现在发射和接受设备的时候，系统中的干扰就会增加。无源互调(Passive Intermodulation,简写为PIM)是在大功率条件下,由于微波无源部件的非线性效应产生互调产物的现象。无源互调失真会降低多信道无线通讯系统的效率。因此无源互调问题是大功率多通道系统研究的关键课题和突出问题之一，也是现代移动通信系统必须考虑的问题。本文首先介绍了移动基站天线与三阶互调的相关知识，然后对宽频双极化移动基站天线和三阶互调的研究现状进行了讨论。在第二章中介绍了天线的辐射原理、基本参数和天线中的三阶互调问题，为后续研究工作打下理论基础。在第三章中重点介绍了互补型宽频天线的机理，在此基础上提出了一种宽频双极化移动基站天线，该天线在其工作频段1.712.69GHz可以满足VSWR<1.4，并获得了稳定的半功率波束宽度，较小的前后比和交叉极化比。紧接着讨论了利用不同的地板大小与结构控制天线的辐射方向图参数的方法，重点分析了不同位置、高度的翻遍对交叉极化比的影响，并给出了相应的优化设计思路及优化结果。在单个振子的基础上进行了阵列设计仿真，通过软件仿真优化获得了基本满足行业要求的移动基站天线阵列，并进行了天线阵列电下倾状态下的优化仿真。之后针对以上天线设计和测试所遇到的相关问题分析，讨论了当前双极化移动基站天线测试中存在的问题，并通过对测试方法的分析解释了交叉极化等天线参数产生变化的原因，进一步指导了天线的设计。最后讨论了无源互调产物的产生机理及其减小措施。并通过实验验证了这些措施的可行性。