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移动通信系统中,基站承担了用户终端和核心网之间信号交换的作用。作为基站的关键部件,天线性能的优劣会对通信质量产生直接影响。基站天线多采用双极化天线形式,这是因为双极化天线不仅支持收发双工模式,还可以通过极化分集技术抑制多径衰落,提升信道容量。随着移动通信技术的发展以及日益增长的数据需求,基站天线工作频段不断增加、天线互耦要求不断增强。因此,移动通信天线的带宽增强技术和降耦技术一直是业界的研究重点。本文针对移动通信基站天线的带宽增强和阵列降耦展开研究。提出了利用串/并阻抗谐振器和宽带寄生加载的方法,分别实现了双极化天线带宽增强。提出了利用谐振型ADS和双层异构ADS,分别实现了线极化MIMO天线E/H面共解耦和宽带双极化MIMO天线解耦。上述方法均通过电磁仿真和实物测试验证其可行性。本文主要研究成果如下:（1）提出了基于串/并联阻抗谐振器的双极化天线带宽增强方法。该方法通过在天线辐射器上串/并联具有阻抗谐振特性的电磁结构,增加双极化天线高频谐振模式,实现带宽增强。采用该方法设计了两款可用于IMT/2/3/4G频段（1.427-2.69GHz）的多模谐振带宽增强双极化天线。一款为基于并联交叉电偶极子的带宽增强双极化天线。该天线通过在低频交叉电偶极子上并联高频交叉电偶极子,利用高频交叉电偶极子的阻抗谐振特性,增加高频谐振模式。实验结果表明,基于并联交叉电偶极子的带宽增强双极化天线相对带宽70.4%,VSWR<1.5,ISO>33dB,工作频带内增益和HPBW分别为8.9±0.9 dBi和66±5°。另一款为基于串联角形谐振槽的带宽增强双极化天线。该天线通过在交叉电偶极子上刻蚀角形谐振槽,利用谐振槽的阻抗谐振特性,增加高频谐振模式。实验结果表明,基于串联角形谐振槽的带宽增强双极化天线相对带宽67.3%,VSWR<1.5,ISO>38dB,工作频带内增益和HPBW分别为8.9±0.7 dBi和64.5±4.5°。此外,利用该两款带宽增强双极化天线分别设计加工了一个8元线阵。实验结果表明,该两款带宽增强双极化天线阵列均获得优异的阻抗特性和远场辐射特性。（2）提出了基于宽带寄生加载的双极化天线带宽增强方法。该方法通过在辐射器上方加载与天线输入电抗具有互补特性的寄生元件,改善天线阻抗和辐射特性。同时结合改进型宽带集成巴伦的宽带阻抗匹配作用,实现双极化天线带宽增强。基于此设计了两款可用于2/3/4/5G频段的寄生加载带宽增强双极化天线。一款为基于寄生阵列加载的带宽增强双极化天线,该天线通过在辐射器上方加载一个由2×2金属贴片构成的寄生阵列,利用寄生阵列的分布式加载,改善整个频带内的阻抗和辐射特性。实验结果表明,基于寄生阵列加载的带宽增强双极化天线获得72.2%（1.69-3.6GHz）的相对工作带宽,带内RL>15dB,ISO>30 dB。2/3/4G频段内增益和HPBW分别为9.0±0.6 dBi和66±5°;5G频带内增益和HPBW分别为9.8±0.3 dBi和61.5±2.5°。另一款为基于LC谐振电路加载的带宽增强双极化陷波天线,该天线通过在辐射器上方加载一个交叉哑铃型寄生单元,利用寄生单元的谐振带阻特性和非谐振容抗特性,在产生陷波频带的同时改善通带阻抗匹配。实验结果表明,基于LC谐振电路加载的带宽增强双极化陷波天线工作频段覆盖1.71-2.69 GHz和3.4-3.6 GHz,带内VSWR<1.5,ISO>35 dB。2/3/4G频段内增益和HPBW分别为8.1±0.4 dBi和69.5±4°;5G频带内增益为6.6±0.5 dBi。（3）提出了基于谐振型次级ADS的线极化MIMO阵列E/H面共解耦方法。该方法利用谐振型次级ADS的近场谐振特性调节H面散射波相位,通过改变次级ADS尺寸,直接控制H面散射波相位大小,实现E/H面共解耦。根据该方法设计了一款基于谐振结构的2×2线极化MIMO阵列E/H面共解耦表面。该解耦表面包括初级ADS和次级ADS。初级ADS由电小尺寸单元构成,并利用环形嵌套结构增强散射波幅度。次级ADS由谐振单元构成,利用近场谐振特性调节H面散射波相位。实验结果表明,基于谐振结构的线极化MIMO阵列E/H面共解耦表面可以实现带内（3.4-3.6GHz）E面互耦降低11.6dB,H面互耦降低10dB。加载解耦表面后,天线阵元RL>15dB且远场辐射特性未出现明显恶化。（4）提出了基于双层异构ADS的宽带双极化MIMO阵列解耦方法。双层异构ADS由印制在介质基板上下表面的不同尺寸、不同阵列结构的ADS单元构成,可以在增强散射波幅度的同时获得稳定散射波辐频/相频特性,实现解耦带宽增加。采用该方法,结合宽带天线阻抗预失配技术设计了基于双层异构的2×2宽带（3.3-3.8GHz）±45°双极化MIMO阵列解耦表面和基于双层异构的2×2宽带0°/90°双极化MIMO阵列解耦表面。该两款解耦表面均包括初级ADS和次级ADS。初级ADS采用双层异构设计,次级ADS由电小尺寸单元构成,可以补偿不同阵元间距或不同耦合模式造成的解耦弱化。实验结果表明,基于双层异构的宽带±45°双极化MIMO阵列解耦表面可以实现带内互耦降低7dB以上,10dB解耦带宽9.4%。基于双层异构的宽带0°/90°双极化MIMO阵列解耦表面可以实现带内互耦降低6dB以上。加载解耦表面后,天线阵元RL>15dB,ISO>25dB且远场辐射特性未出现明显恶化。