近年来，第四代移动通信系统（4G）历经了高速发展现已走向成熟，各国正在将研发的重心转移到第五代通信系统中（5G），在5G时代，通信系统将极大地提高对峰值速率、频谱效率等指标的要求。MIMO（Multi-Input Multi-Output）技术可以在频谱资源稀缺的背景下成倍提升系统的信道容量，如今部分4G商用智能手机中已使用了2×2MIMO天线，然而双单元系统无法满足5G通信对数据传输速率的需求，同时智能终端正逐渐地朝着窄边框、大屏幕的趋势发展，其内部留给天线安装的尺寸越来越少，因此，如何在有限的终端空间中设计出性能良好的 MIMO 天线是 5G 终端天线设计所面临的挑战。本论文的研究目标就是利用不同去耦手段，以天线数量尽可能多、单元间尽可能紧凑、整体结构更简洁为前提，设计出隔离性能、辐射性能良好的多天线系统，从而有效地提升信道传输容量。
　　首先，本文简要阐述了MIMO 系统的基础理论，并介绍了评估系统性能的参数指标，对在后续设计中常见天线类型的工作原理以及互耦理论和去耦手段进行了简要的说明，为后续设计MIMO天线奠定了基础。
　　接着，设计了一款基于极化隔离的6单元单极子MIMO天线系统，该系统的单元天线为双频T-形缝隙天线单元，其工作频段能覆盖5G中三大运营商的工作频段，且天线对净空区域无要求，符合手机窄边框的发展趋势。利用缝隙天线的辐射机理，将天线放置在地板的长短边，使相邻天线辐射的电磁波极化相互正交，两天线在端口十分靠近的情况下无需任何额外去耦结构即实现高隔离。测试结果表明该结构简洁的 MIMO 天线的辐射具有全向性，且任意两单元间隔离度达13dB，包络相关系数低于0.1，是一款满足5G应用需求的MIMO天线。
　　随后，设计了一款基于缺陷地结构的12单元双频MIMO天线系统，该系统的天线单元为一款基于双面双带线的单极子天线，其工作频段能覆盖5G中三大运营商的工作频段，该天线仅需4mm的地板净空区。在地板每条长边上放置6个同极化单元天线，并引入缺陷地结构使天线隔离度提高了7dB。仿真结果表明该结构简单、排布紧凑的MIIMO天线中任意单元间隔离达 14dB，单元间包络相关系数小于 0.15，是未来 5G系统中终端设备很好的应用选择。