随着移动通信技术的快速发展,人们的通信方式在几十年间发生了翻天覆地的变化,手机已经成为人们生活中必备的重要电子设备。近年来超薄金属边框手机天线的研究受到了学者的广泛关注。如何将5G天线集成到金属边框手机中是值得研究的课题,因此研究兼容4G和5G的金属边框手机天线同样具有重要的实际应用价值。论文以金属边框手机天线为研究对象,设计实现了一款双频段8单元MIMO金属边框手机天线和一款多频段金属边框手机天线。论文的研究工作和主要贡献可概括为:1.设计实现了一种覆盖5G(Sub-6GHz)双频段的8单元MIMO金属边框手机天线系统。该天线系统由8个结构相同的天线单元组成,两两垂直放置排布在手机的四个角落。天线单元结构简单,其结构尺寸仅为15.2 mm×1.6 mm×0.8 mm,净空区宽度仅为2.4 mm。采用HFSS电磁仿真软件,仿真确定了天线的结构尺寸,加工制作了天线实物模型,并进行了实验测量。实测结果表明,该MIMO天线系统可覆盖3400-3600 MHz和4800-5000 MHz双频段,任意两个距离较近的天线单元之间的端口隔离度优于10 d B,ECC值小于0.2,该8单元MIMO天线系统的实测电性能较好。2.设计实现了一种覆盖LTE七频段和5G(Sub-6GHz)双频段的金属边框手机天线。该天线由两个不同的单元构成,这两个单元均采用开路缝隙作为基本结构。在其中一个单元的馈电端口附近加载了带阻匹配电路来改善其阻抗匹配特性,拓展了其工作频带,使该单元覆盖了824-960 MHz、3400-3600 MHz和4800-5000 MHz三频段。通过调节另一个单元中微带馈电线的长度,有效改善了其阻抗匹配,使其覆盖了1710-2690 MHz频段。该金属边框手机天线结构简单,其净空区宽度仅有4 mm,符合当前手机的流行趋势。采用HFSS电磁仿真软件,仿真确定了该天线的结构尺寸,加工制作了天线实物模型,实测结果表明,该天线具有良好的电性能。该金属边框手机天线通过加载两个开路缝隙和一个简单的匹配网络实现了多频段覆盖,兼容4G与5G频段,这一创新设计在当前5G网络紧密部署的背景下具有实际应用价值。