基站天线系统是移动通信系统的重要组成部分，不同服务区域网络覆盖的优化需要选择合适的基站天线。对一些特殊的覆盖区域，如铁路、高速公路、海岸线以及海岛等带状区域，宜采用水平面半功率角为30°左右的窄波束天线。水平面窄波束天线具有增益高、覆盖距离远的优点，从而可以减少网络覆盖所需要的基站数目，降低网络覆盖的投资成本。 　　当前，窄波束基站天线主要通过在水平面采用两列(或多列)阵元或外加大型的角反射板等形式予以实现。若采用2L形双环天线作为其阵列单元，则只须一列阵元即可实现水平面半功率角为30°左右的垂直极化波束要求，且结构简洁，因此可以大大降低天线成本。 　　双环天线过去主要应用于电视广播发射领域，它是一种等效半波振子天线，具有结构简单、馈电点少、增益高、频带宽的特点。将双环天线应用于第三代移动通信系统(3G)基站中是一种全新的探索与尝试。 　　本文首次提出了双环天线在3G基站中的应用形式，并对其方向图特性、阻抗特性以及宽频带特性进行了仿真研究和分析。在充分进行理论分析和仿真验证的前提下，对双环天线提出了改进方案。这种改进的好处在于：在将水平面波瓣控制在一定范围的同时，能最大限度地抑制副瓣电平的上升。通过仿真验证，在工作频带内，这种改进能改善第一副瓣电平值为0.7～1.6dB，具有较高的实用价值。应用改进的双环天线，设计制作了两种不同增益的基站天线。实测结果表明，设计制作的两种天线各项指标均达到了预定的设计目标，证实了双环天线在3G基站中的适用性，且具有广阔的市场前景。 　　本文按照阵列天线的设计过程，从方案的理论分析到模型的仿真验证、从天线单元的设计到阵列各项指标的实现、从仿真设计到样机的实际测量，都一一进行了论述。它为双环天线的应用设计提供理论和方法指导，对双环天线在更广泛领域中的应用研究具有一定的启迪作用。