无线电通信是人类目前最快捷、最方便的通信方式之一,天线作为无线电通信系统必备的组件成为了无线电领域研究的重点。根据天线辐射方向图可以把天线划分为全向天线和定向天线两大类别。全向天线具有水平面均匀辐射的辐射特性,因此广泛应用于卫星通信、移动通信、点对多点通信和空间飞行器等领域。为了提高全向天线的增益,经常采用压缩全向天线竖直面半功率波束宽度的方法,与常用的竖直面组阵的方法不同,本文将使用水平方向的寄生单元来实现这一目标。本文主要的研究内容和工作包括:第一章介绍了全向天线的研究背景,并总结了垂直极化全向天线、水平极化全向天线和圆极化全向天线的研究情况,此外还交代了本文的主要研究内容和全文结构安排。第二章阐述了本文涉及到的基础理论和分析方法。主要包括:(1)全向天线的设计指标,如辐射方向图、增益、极化特性以及带宽等;(2)圆形贴片天线以及两种小型化的圆形贴片天线的全向模式;(3)辐射场叠加原理以及方向图乘积原理;(4)几何绕射理论以及散射体存在情况下辐射总场的计算方式。第三章基于远场叠加原理设计了利用水平方向加载结构压缩全向天线竖直平面波束宽度的理论模型,并且基于该理论模型设计了最大辐射方向在水平面的低剖面窄波束全向天线。本章首先设计了曲折工字型寄生单元加载的中心短路柱圆形贴片天线,相比与未加载的参考天线,加载天线可以在保证天线剖面高度不增加的前提下,使天线的半功率波束宽度减小,天线增益提高。但是,该加载天线的仿真与测试结果存在偏差,因此我们对天线进行了改进设计,提出了一款曲折工字型加载的多短路钉圆形贴片天线。第四章主要研究特定仰角的窄波束低剖面全向圆形贴片天线。本章首先依据几何绕射理论建立了地面半径较小情况下压缩全向天线波束宽度的理论模型,并且利用该理论模型设计了窄波束天线。与参考天线相比,该窄波束天线可以在保证天线横向、纵向尺寸不增加的前提下,将天线半功率波束宽度减小为50?左右。此外本章也探讨了地面半径较大情况下压缩天线波束宽度的方法,该方法可以减小天线半功率波束宽度,但是减小效果不明显,仅仅为5?左右。第五章总结了本文的主要研究内容,提出了目前研究工作的不足并对后续工作做了展望。