当前我国的铁路建设方兴未艾,适应新一代列车通信需求的无线通信体系呼之欲出。基于4G标准的LTE-R系统将全面导入列车通信系统,这对现有列车的升级改造和新列车的设计生产带来新的挑战。受列车顶部尺寸及已有天线安装孔位限制,车顶再增加更多天线有一定的难度,因此研究优化相关列车天线的布局和设计新型多频段组合天线具有十分重要的现实意义。本文将围绕列车天线布局优化、新一代列车通信平面印刷多频段组合天线设计、新设计天线间的耦合度分析这三个方面开展,主要工作如下:（1）在列车天线布局优化方面,首先介绍了天线之间耦合度的计算方法,然后分析了当前两种车型列车通信天线之间的耦合度;接着在分析新一代通信系统通信频段需求的基础上,在不改变当前列车天线安装孔位的前提下,采用单极子天线为列车天线展开多天线间耦合度分析,进而提出相应的多天线安装优化布局方案。（2）在新型平面印刷多频段组合天线设计方面,针对下一阶段新增LTE-R频段的实际需求,规划设计并实现了四款多频段（宽频带）组合天线,它们分别是简单平面套筒天线、基于环状加载三频段组合平面套筒天线、双支节平面印刷三频段天线以及基于陷波结构的双频段天线。在设计过程中,兼顾低轮廓、低耦合、多频段共享等需求,论文详细给出了设计思路、仿真优化及实测结果。实测结果表明,所设计的天线能满足新一代列车天线的通信需求。（3）将本文设计出的四款天线置于列车顶部,进行了天线在列车安装环境下耦合特性分析,得到多天线间不同频率下的耦合度。结果表明除个别情况外,相邻天线之间的耦合均小于-30dB。新一代列车通信系统中增加天线的通信频段,在列车天线安装位置和数量保持不变的情况下,保持了天线之间的低耦合,表明本文的频段规划和天线设计是可行的。总之,本文结合新一代列车通信系统新增通信频段需求,详细研究了新一代列车通信系统中天线布局方案,设计并实现了四款具有特色的多频段组合平面印刷天线,最后将所设计天线置于实际应用场景中进行耦合度分析,较好地满足了实际工程需求,有一定的工程应用潜质。