OTA（Over-the-Air）测量是评估无线终端在整机状态下的真实射频性能,是所有终端入网必测项目,同时也是保证目前几百亿无线设备能同时入网、协同通信的基础支撑技术。MIMO（Multi-input Multi-output）OTA测量是评估在复杂电磁传播环境下多天线终端的收发性能,将是5G无线终端入网认证的必测项目。辐射两步法RTS（Radiated Two Stage）是能够实现多径信道建立的MIMO OTA测量方法之一。本论文对RTS MIMO OTA测量的关键技术进行了系统的研究,解决了RTS方法中的关键技术问题,使RTS方法理论完备、误差可控、测量结果一致,最终推动RTS方法成为了唯二的MIMO测量国际标准方法之一。论文的主要研究内容及取得的创新性成果如下:针对RTS MIMO OTA测量中暗室天线和终端接收天线之间交叉耦合无法测量和消除的问题,本文提出一种电磁波传播矩阵数学模型,提出传播矩阵逆矩阵的求解和最佳逆矩阵自动搜索算法,在工程上解决了RTS的可操作性问题,实现了自动化的RTS MIMO OTA测量,且缩减了RTS方法测量时间,提升了RTS测量稳定性。针对RTS MIMO OTA测量中,测量结果会受到被测件自身回报误差的影响,本文提出一种终端回报误差消除方法,使RTS MIMO OTA测量精度摆脱被测件自身的限制,针对任何被测件,RTS方法都能保证测量结果可比性。该方法是推动RTS进入国际标准的关键理论补充。针对目前MIMO OTA测量方法只能提供最终性能测量结果,并不能给出整改指导意见,提出一种基于RTS方法的诊断测量方案,通过在整机状态下测量天线模块、接收机模块和噪声模块等各个部件的性能指标和相互之间的干扰情况,来定位终端性能短板所在,从而帮助研发高效定位和解决问题,帮助实现RTS方法产品化。针对目前MIMO OTA测量需要7～14个小时,论文提出一种高效测量方法,该方法依据接收机不具有方向性,且不同测量状态下的终端接收机接收信号可以通过数学计算得到,因此只需要解析接收机的信号响应曲线,即可实现高效测量。该方法可以将3D MIMO OTA测量从7～14小时缩减至十几分钟之内,速率提升几十倍的同时不损失测量精度。论文提出一种适配2×2和4×4 RTS MIMO OTA终端测量系统,并给出了RTS信道模型验证、测量流程、系统误差分析、实测数据分析等详细信息。本文对RTS方法中关键技术的解决和实际工程的实施推动RTS方法在2018年被纳入3GPP（3GPP:3rd Generation Partnership Project）国际标准,2020年被纳入CTIA（Cellular Telecommunication and Internet Association）国际标准。