随着移动通信的高速发展,移动用户对系统的容量和通信质量提出了更高的要求。与此相对应,移动通信系统中的关键部分——基站天线在设计时也需要综合考虑更多的因素。在新一代的移动通信中,MIMO技术的应用使得系统的容量随发射和接收端的最小天线数目的增加而线性增加。MIMO技术在接收和发射端都引入了多天线,因此多天线的设计在新一代移动通信中显得尤为重要。对于基站端的天线来说,其体积、重量、成本等不像移动端天线那样受到诸多限制,因此在设计基站天线时应考虑充分利用基站天线的空间使天线满足各方面的性能要求。在设计新一代移动通信基站天线时,应使天线能综合各种分集方式进行天线分集以消除多径效应,具有波束下倾以减少同频干扰,能波束赋形以实现优化覆盖。本文在介绍MIMO技术和分析新一代移动通信中基站天线的设计思路的基础上,给出了一种适用于MIMO系统基站、具有角度分集功能的开关八木天线阵列。该开关八木天线以八木天线为原型,通过八木天线反射器中部的微波开关控制反射器的通断来改变开关八木天线的方向图。其特点集中体现在三个方面:在天线径向通过八木天线的形式获得增益;充分利用基站空间在Z向组成阵列获取阵列增益;利用开关八木天线方向图可重构的特性,通过合理的布局,在方位面内实现角度分集。将该天线作为基站天线用于MIMO实验系统平台上进行了一系列的实验,对一些典型的实验现象和实验数据进行了分析讨论。从测试和实验结果可以看出,该天线具有较好的性能。接着,本文利用遗传算法来综合天线阵列的余割平方方向图,对基站天线方向图赋形来达到优化覆盖。考察了改变阵列单元馈电幅度和相位以及改变阵列单元位置和馈电相位两种情况下的阵因子综合。然后将遗传算法与FEKO软件结合起来综合整个阵列的方向图。与传统的乌特沃特——劳森抽样法相比,用遗传算法综合出的阵列方向图更接近理想的余割平方方向图,并且用遗传算法能综合阵列单元位置改变的情况。将遗传算法与FEKO软件结合起来,能够将天线单元方向图、天线单元间互耦、阵因子等因素都计算在内来综合整个阵列的方向图。