随着移动通信用户数目的爆炸式增长和空间资源的限制，未来的无线通信系统不仅需要提供更好的通信服务和通信质量，还需要在空间受限的环境下具备体积小的特点。对于无线通讯系统来说，天线作为其收发电磁波信号的关键部件，性能的优劣直接影响到全部系统性能的好坏。因而未来通信系统对高性能双极化天线单元以及紧凑型宽带双极化阵列的需求越来越迫切。
　　一方面，高性能的宽带双极化天线可以利用极化分集技术，对抗多径衰落来提升通信质量，并且其较宽的工作频带也可以涵盖多个通信标准所规定的频段，节约建设成本和空间资源。另一方面，需要在有限空间下集成大规模的天线单元，这会给相邻单元的端口造成强烈的耦合，进而影响阵列的效率，使MIMO系统的性能恶化。因此，随着无线通讯技术的进一步发展，不仅仅需要高性能的双极化天线单元，比如较宽的频带，良好的端口隔离度、交叉极化比等等，而且对单元间的互耦抑制也提出了更高的要求。
　　针对将来通信系统对高性能紧凑型宽带双极化阵列的发展需要，论文从高性能宽带双极化天线单元以及适用于高密度宽带双极化阵列的去耦方法两个方面，进行了深入的研究，主要完成了以下工作：
　　①研究了一款低剖面的宽带双极化超表面天线。该天线主要由超表面辐射贴片、两对正交的馈电条带、两个正交接地的微带巴伦馈电结构以及一块完整地板构成。运用了特征模分析的方法探索该双极化超表面天线的模式辐射机理，以及双极化的形成机制。该超表面天线工作在0.82-1.18GHz，在保持低剖面高度的前提下，实现了较宽的工作频带。并且在整个频段内，单元具备稳定的增益和辐射方向图，良好的端口隔离度以及交叉极化比。
　　②提出了一款适用于宽带高密度双极化阵列的复合隔离器。该复合隔离器由周期性的金属条带和金属壁组成。条带与金属壁分别蚀刻在垂直放置于地平面之上的薄电介质基板两侧。条带和金属壁之间的协同作用使得该复合隔离器工作在很宽的频带范围。进一步，设计了宽带双极化偶极子二单元阵列，工作频带为从1.7GHz到2.7GHz，涵盖了多种通信标准的频段，并加载了该复合隔离器，在不增加阵列总体剖面高度的情况下，整个45%的工作频带上保持稳定的辐射，阵列的端口间隔离度得到了显著的提升。加工的天线实物测试与模型仿真结果良好吻合。