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随着无线通信技术和数据业务的飞速发展,人们对信息的传输速率和传输容量的需求变得越来越高。传统的无线通信系统由于无线信道存在的多径衰落和可用频谱资源稀缺等问题大大地限制了其传输速率的提高。MIMO技术可以在收发系统多个天线之间建立多个并行的传输信道,在不增加额外的频带和发射功率的情况下,利用并行信道使得数据传输速率大幅度地提升,已成为4G和5G的核心技术之一。天线作为通信系统不可或缺的器件,其性能的高低对整个通信系统的质量起着至关重要的作用。终端设备向着多功能、小型化的方向发展,如何在紧凑的空间内设计出高隔离度和高性能的MIMO天线是一大难点。因此本文针对应用于终端设备中的高隔离度、高性能的MIMO天线展开了研究。本文首先介绍了MIMO天线的相关理论,对天线的小型化技术和MIMO天线的去耦技术以及终端设备中最常用的三种天线形式进行了总结。基于实际需求,设计了三款高隔离度MIMO天线。1.设计了一款具有水平全向辐射特性和高隔离度的类偶极子MIMO天线。天线单元的设计借鉴了偶极子的结构,由一个IFA枝节和一个单极子枝节构成,具有平衡的辐射模式。然后利用这种结构设计了低频和高频天线单元,并组成了双频四端口MIMO天线。所设计的MIMO天线在反射系数小于-10dB的情况下可以覆盖2.4-2.5GHz以及5.1-5.9GHz频段,并且在不使用去耦结构的情况下,工作频段内的隔离度高于19dB。2.设计了一款具有地板电流局限作用的PIFA天线,并基于该天线设计了一款具有水平全向辐射特性和高隔离度的MIMO天线。首先基于传统的PIFA天线结构,通过引入了平板底座进行容性加载,对天线单元的地板电流进行了局限。利用这种结构分别设计了低频和高频天线单元,然后组成了双频四端口MIMO天线。为了进一步地局限地板电流,我们在馈电端口附近加载了三排短路销钉,使得地板上的电流仅分布在天线周围,提高了水平面增益。所设计的MIMO天线在反射系数小于-10dB的情况下可以覆盖2.4-2.5GHz以及5.1-5.9GHz频段,且在工作频段内的隔离度均在20dB以上。3、设计了一款应用于5G手机的八单元MIMO天线。该天线单元工作在3.5GHz频段,采用了耦合馈电和弯折短路枝节的方式进行了小型化设计,结构紧凑,仅有7×5.2mm~2。为了改善阻抗匹配,并提高隔离度,在单元之间的地板上刻蚀了T形缝隙。所设计的八单元MIMO天线在3.4-3.6GHz频段内反射系数小于-10dB,、单元间隔离度大于16dB,并且任意两天线之间的包络相关系数(ECC)远小于0.02,具有很好的MIMO性能。