高速铁路的快速发展给移动通信带来了新的机遇,但同时也对通信系统提出了严峻挑战。在高速铁路环境下,由于列车的高速运动和复杂的地理条件,多径效应和多普勒频移的影响使信号产生衰落,无线信道的性能发生剧烈的变化,因此,需要对高速铁路沿线的小区覆盖做一个合理的规划,以保证通信的可靠性。基站天线是移动通信系统中的关键部件,随着高铁覆盖网络在容量上和质量上的不断提升,系统对基站天线的性能指标也提出了越来越高的要求。本文分析了高铁环境下的电波传播特性,并研究了目前常见的高铁覆盖方式。为了减少系统的切换次数,目前最有效的方法是采用光纤拉远覆盖技术,以增大小区的覆盖范围,并指出窄波束高增益双频天线在覆盖中使用的必要性。为了实现窄波束高增益双频天线,本文主要从组阵方式上探讨方案的可行性,提出了菱形组阵、双列组阵、嵌套组阵等组阵方式,用仿真软件CST进行了仿真分析。通过对天线阵列参数的不断调整,经过多次仿真比较、综合分析,作者发现双列嵌套组阵的方案具有让人满意的特性,在此基础上优化后进行了天线实物的制作。制作时通过各天线单元的相位调整来实现天线的波束赋形,并通过移相器来调节天线的下倾角。文章最后详细地分析了天线的测试结果,通过比较说明及理论分析,阐述了天线的测试结果与仿真结果之间的异同。