从2012年第五代通信系统启动以来,设计面向5G通信的高性能手机与基站终端天线是亟待解决的问题,而寄生像素层天线因其丰富的可重构能力,近年来活跃在天线领域中,如可重构天线、宽带天线、宽角扫描相控阵等。但在寄生像素层天线被提出以来,在对该类天线的研究、设计中,研究者们大多把目光集中在利用遗传算法、粒子群算法等优化算法对天线参数特别是像素层的连接方式进行优化来实现期望目标,然而该类优化天线的辅助设计方法主要存在两个方面的不足,一是对天线本身物理机制、电磁特性认识的不足,难以分析天线的工作原理,设计过程冗杂、不清晰,二是过分依赖于算法本身的准确度和优越性,天线设计、优化的时间完全取决于算法。特征模理论可以完整的描述物体的物理特性,是在天线没有激励的情况下有效反映其辐射、散射等特性。因此,本文利用特征模理论辅助分析并设计寄生像素层天线,主要工作如下:（1）对提出的寄生像素层天线进行特征模分析,对其中的显著特征模式进行分析,解释了各个模式形成的原因,详细地分析了其中具有宽波束覆盖的特征模式具有宽波束特征远场方向图的原因,并从特征电流分布上总结了如何设计具有宽波束覆盖特征模式的像素层贴片连接方式,在此基础了设计了其变形结构;通过对宽波束覆盖特征模式的激励,实现了在E面具有宽波束方向图的水平极化寄生像素层天线。进一步的,通过改变馈电位置,引入差分馈电方式及馈电结构,实现了45度线极化的在主极化面、xoz面、yoz面同时具有宽波束覆盖且远场方向图对称的寄生像素层天线。最后,使用水平极化的宽波束寄生像素层天线在E面组成1×4天线阵列,实现了在E面-84°～80°的扫描范围,并对该阵列进行了加工、测试和验证;（2）在第三章的基础上,分析了其带宽窄的原因,提出了同时激励两个模式以形成多谐振点从而拓展带宽方案,改变像素层贴片连接方式并进行了特征模分析,对有可能形成多谐振点的模式进行了说明,并对关键参数进行了分析解释,最后,优化、设计了一款具有双谐振点的双极化宽带寄生像素层天线,相对带宽为20.7%,能覆盖5G工作频段的N79频段,且在整个频段远场方向图一致性较好。