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随着无线通信向着高频方向发展,这增加了对基站天线更高传输速率的需求。在通信系统中,天线单元的性能可以影响整个基站天线的性能。与此同时,小基站天线因为具有加强网络覆盖、增加网络容量和提升用户体验等优点而受到广泛的关注。空中基站天线在救灾和应急通信中也能扮演重要的角色。面临的以上种种新情况增加了对具有新颖特性天线的需求。自从介质谐振器天线在1983年被第一次提出以来,天线具有频带宽、辐射效率高、体积小、重量轻、损耗低、易于激励和方向图稳定等良好特性,使得该天线在各种应用中具有巨大的潜力。因此,设计一款新的基于介质谐振器的基站天线在无线通信系统领域将具有非常大的应用前景。第一章中,首先介绍了基于介质谐振器的基站天线研究背景和研究特点。接着展示介质谐振器天线的理论基础和耦合机理,并且探究双极化、宽带、圆极化介质谐振器天线在全世界范围内的最新研究进展。最后,介绍了本文的主要工作及内容安排。第二章中,介绍了具有高隔离度、低交叉极化的双波段、宽带、双极化介质谐振器天线。该天线通过运用缝隙耦合和平衡微带馈电实现双极化,并且在工作频段达到了-52 dB的高隔离度和低交叉极化。为了实现双波段应用条件,基模111TE和高次模113TE被激励起来。第一次提出一种从未被提及的新模式112TE??(δ<1)模。每一个工作模式都进行了讨论和分析。112TE??模和微带模式与之前的模式相结合实现天线宽带应用。该基站天线可用于F(1880-1920 MHz),A(2010-2025 MHz),D(2575-2635 MHz)工作频段。本章的相关工作已经在国际会议上发表。第三章中,介绍了一款新颖的采用两种不同缝隙分别馈电的双单元宽带介质谐振器天线。该天线由两个相同的圆柱介质谐振器单元组成,其中一个通过缝隙耦合微带线的能量,另一个使用阶梯阻抗微带线激励阶梯缝隙。证明了谐振模式随着不同的缝隙长度及其匹配馈电微带枝节长度变化而变化。当改变缝隙长度及其匹配枝节,基模111yHEM或高次模212yHEM可以被分别激励。天线的宽带特性首先通过结合两个相同单元的不同谐振模式实现,其次由于单元之间存在的耦合而产生新的谐振模型来实现。提出等效矩形介质谐振器天线模型用于分析两个邻近单元之间的耦合。这种天线能够用于2G/3G/LTE小基站天线。本章相关工作已经以论文的形式投递在IEEE Trans.Antennas Propag.。第四章中,介绍了一款采用宽带馈电结构馈电的宽带圆极化介质谐振器天线。宽带馈电结构由威尔金森功分器及宽带90o移相器构成。首先将宽带馈电结构与工作在单模条件下的介质单元组合使用,天线的阻抗带宽和轴比带宽很宽,但0 dB增益带宽较窄。这严重弱化了阻抗带宽的宽带特性。接着将宽带结构与工作在双模条件下的介质单元组合使用,天线的阻抗带宽和轴比带宽与单模时的相似,但此时,天线的增益带宽也同时增加。第五章中,包含了全文工作总结和未来工作展望。