随着5G通信系统的飞速发展,通信系统对元器件的性能要求越来越高。天线作为通信系统的关键性部件,系统对其设计也提出了更高的标准和更多的要求。介质谐振器天线(Dielectric Resonator Antenna,DRA)由于其具有设计自由度高、谐振模式丰富、尺寸小、频带宽和辐射效率高等优点,且能够工作在5G通信的S波段、C波段、K波段和U波段,在5G通信系统中具有巨大的应用前景。因此,本文对DRA进行了大量的文献调研对DRA天线谐振模式进行了研究、分析,设计了三款应用于5G通信的高性能DRA。主要内容如下:1)开展了DRA的模式分析。主要分析了矩形介质谐振器(Dielectric Resonator:DR)和圆柱形介质谐振器的谐振模式,以及常用谐振模式的场分布、辐射方向图。同时,讨论了常见的DRA馈电方式及其所激励的DRA辐射场分布。2)提出了基于双模环型槽线激励的圆极化DRA设计。首先,分析了环型槽线的场分布和所加载微扰的尺寸对环型槽线谐振模式耦合强度的影响,形成了具有正交双模特性的环型槽线激励源;据此,采用该双模槽线对矩形DR进行馈电,激励起矩形DR的两个正交模式谐振模式,从而完成一个圆极化DRA的设计。该圆极化DRA的辐射性能良好,且可以通过改变微扰的位置来分别实现左旋和右旋两种圆极化方式。3)提出了基于枝节加载槽线耦合的滤波型DRA设计。利用枝节加载的槽线馈电方式,设计了一款滤波型DRA。通过在馈电槽线上加载长度不同的两对槽线枝节,形成了两个不同频率的辐射零点,从而实现了DRA的类椭圆滤波响应。并且,调整槽线的长度可以实现两个辐射零点的单独控制。4)开展了应用于5G通信的DRA MIMO(Multi Input Multi Output,多输入多输出)天线研究与设计。基于内容2)中双模环型槽线激励的圆极化DRA,设计了一个具有极化分集功能的1×2 MIMO天线。通过调整微带线的馈电方向以及将两个天线单元设置为正交极化方式,降低了两个天线单元之间的互耦强度。并从场的角度分析了互耦减小的机理。