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随着无线通信技术向软件无线电方向发展，即通过软件重构传统硬件电路以实现系统多功能化，天线作为无线通信系统的重要组成部分，可重构必然是天线未来发展的趋势之一。方向图可重构天线能够动态调整辐射波束，降低信号干扰、提高系统安全性；而将方向图可重构天线应用于MIMO系统中，能够增加信道容量、改善信噪比，进一步提高通信系统的性能。因此，方向图可重构MIMO天线具有研究价值。目前，方向图可重构天线以及MIMO阵列还有需要进一步研究的问题，比如：天线小型化、天线结构简化、多频带、方向图多状态切换、提高MIMO天线阵列隔离度等。
将MIMO技术应用于WLAN中，能够提升WLAN的吞吐量、传输速度、传输距离和可靠性。本文提出应用于WLAN的三款方向图可重构天线和一款方向图可重构MIMO天线阵列，研究内容如下：
(1)基于双频以及小型化的需求，提出了一款小型化方向图可重构准八木微带天线的结构。基于辐射单元切换的思想，在辐射单元与馈电点之间设置射频开关，通过控制射频开关的状态选择不同的辐射单元工作以实现方向图重构。通过仿真分析了其中的参数对天线性能的影响，优化参数后得到仿真与实测结果。结果表明，实际测试结果与仿真结果吻合较好，其公共频段覆盖WLAN2.4GHz/5.8GHz两个频带，增益均大于4.7dBi，天线尺寸为55mm*55mm*0.8mm。相较于文献，该天线具有双频小型化、重构方式简单、增益高的特点。
(2)基于两个频段方向图分别独立可重构的需求，提出了一款高增益双频独立方向图可重构天线的结构。在寄生单元上设置射频开关，通过控制射频开关的通断使寄生单元成为引向器或反射器，实现波束的调整；设置两对分别工作在高、低频段的寄生单元，天线能够实现双频段方向图的独立可重构，理论上形成16种不同的方向图组合。通过仿真分析了其中的参数对天线性能的影响，优化参数后得到仿真结果。结果表明，天线覆盖WLAN2.4GHz/5.2GHz/5.8GHz所有工作频带，增益均大于4.5dBi，天线尺寸为55mm*55mm*1.6mm。相较于文献，该天线具有结构简单、尺寸小、双频段、增益高以及每个频段的方向图可独立重构的特点。
(3)为满足多方向图状态、覆盖更大角度范围的需求，提出了一款多方向图可重构天线的结构。通过切换高频段的寄生单元上的四个开关状态，天线共有9种辐射方向图，能够实现定向/全向方向图的切换；定向模式中，8个间隔45°天线波束能够覆盖整个平面。通过仿真分析了其中的参数对天线性能的影响，优化参数后得到仿真结果。结果表明，天线覆盖WLAN2.4GHz/5.2GHz/5.8GHz所有工作频带，增益均高于6.5dBi。相较于文献，该天线的优点是在有限尺寸内实现高增益、双频段，可产生9种辐射方向图。
(4)提出了一款具有高隔离度的方向图可重构MIMO天线阵列的结构。将两个高增益双频独立可重构天线作为单元天线无间距的正交放置组成方向图可重构MIMO天线阵列，利用极化方向正交实现天线单元之间的高隔离度。由于单元天线有4种工作状态，MIMO天线阵列能够工作在16种模式。对三种典型模式进行仿真分析，结果表明，MIMO天线的公共频带覆盖WLAN2.4GHz/5.2GHz/5.8GHz多频带，各工作频带内隔离度均大于-20dB；方向图可以实现水平面的全向覆盖，增益均大于4.8dBi。分析MIMO天线的包络相关系数，结果表明天线有较好的分集能力，适用于WLAN系统。
将MIMO技术应用于WLAN中，能够提升WLAN的吞吐量、传输速度、传输距离和可靠性。本文提出应用于WLAN的三款方向图可重构天线和一款方向图可重构MIMO天线阵列，研究内容如下：
(1)基于双频以及小型化的需求，提出了一款小型化方向图可重构准八木微带天线的结构。基于辐射单元切换的思想，在辐射单元与馈电点之间设置射频开关，通过控制射频开关的状态选择不同的辐射单元工作以实现方向图重构。通过仿真分析了其中的参数对天线性能的影响，优化参数后得到仿真与实测结果。结果表明，实际测试结果与仿真结果吻合较好，其公共频段覆盖WLAN2.4GHz/5.8GHz两个频带，增益均大于4.7dBi，天线尺寸为55mm*55mm*0.8mm。相较于文献，该天线具有双频小型化、重构方式简单、增益高的特点。
(2)基于两个频段方向图分别独立可重构的需求，提出了一款高增益双频独立方向图可重构天线的结构。在寄生单元上设置射频开关，通过控制射频开关的通断使寄生单元成为引向器或反射器，实现波束的调整；设置两对分别工作在高、低频段的寄生单元，天线能够实现双频段方向图的独立可重构，理论上形成16种不同的方向图组合。通过仿真分析了其中的参数对天线性能的影响，优化参数后得到仿真结果。结果表明，天线覆盖WLAN2.4GHz/5.2GHz/5.8GHz所有工作频带，增益均大于4.5dBi，天线尺寸为55mm*55mm*1.6mm。相较于文献，该天线具有结构简单、尺寸小、双频段、增益高以及每个频段的方向图可独立重构的特点。
(3)为满足多方向图状态、覆盖更大角度范围的需求，提出了一款多方向图可重构天线的结构。通过切换高频段的寄生单元上的四个开关状态，天线共有9种辐射方向图，能够实现定向/全向方向图的切换；定向模式中，8个间隔45°天线波束能够覆盖整个平面。通过仿真分析了其中的参数对天线性能的影响，优化参数后得到仿真结果。结果表明，天线覆盖WLAN2.4GHz/5.2GHz/5.8GHz所有工作频带，增益均高于6.5dBi。相较于文献，该天线的优点是在有限尺寸内实现高增益、双频段，可产生9种辐射方向图。
(4)提出了一款具有高隔离度的方向图可重构MIMO天线阵列的结构。将两个高增益双频独立可重构天线作为单元天线无间距的正交放置组成方向图可重构MIMO天线阵列，利用极化方向正交实现天线单元之间的高隔离度。由于单元天线有4种工作状态，MIMO天线阵列能够工作在16种模式。对三种典型模式进行仿真分析，结果表明，MIMO天线的公共频带覆盖WLAN2.4GHz/5.2GHz/5.8GHz多频带，各工作频带内隔离度均大于-20dB；方向图可以实现水平面的全向覆盖，增益均大于4.8dBi。分析MIMO天线的包络相关系数，结果表明天线有较好的分集能力，适用于WLAN系统。