智能天线技术与多输入多输出（MIMO）技术是无线通信系统中广泛应用的两种技术。智能天线技术通过将智能天线阵列合成的波束指向用户信号，同时将零陷对准干扰信号，提高了系统的抗干扰性能。MIMO技术则充分利用无线信道的多径特性，通过在收发两端都放置多根天线的方式，成倍地增加系统的容量。用于智能天线系统或MIMO系统的天线阵有很多，但既支持多路MIMO数据流又支持智能天线技术的天线阵相对而言比较匮乏。如何使天线阵既能满足成倍增加系统容量的要求，又能满足提高系统抗干扰性能的要求，是一项非常有意义的研究。本文从智能天线技术与MIMO技术的基本原理出发，研究了阵元辐射方向图、阵元极化形式、阵元间互耦、阵列结构及阵元连接方式对智能天线系统与MIMO系统性能的影响，提出了基于波束切换策略的MIMO智能天线阵的设计思想，结合工程实际需求，还给出了阵列设计过程中用到的一些关键技术。根据所提出的设计思想及相应的一些关键技术，本文设计了用于组成MIMO智能天线阵列的双频阵元，并利用三维电磁场仿真工具HFSS对其进行了优化，优化后的阵元能完整覆盖802.11n协议所规定的两个工作频段，并在每个频段上都具有较高的增益、较大的前后比。基于所设计的双频阵元，本文还构建了用于MIMO系统的双频双极化阵列，该阵列采用波束切换的策略控制每个MIMO数据流所连的阵元，阵元的波束随着通信环境的变化而自动切换，以使系统输出的波束能尽可能的对准用户方向。借助仿真软件，本文分析了阵元间的互耦与阵列的波束覆盖范围，并对采用所设计的天线阵能带来的系统性能提升做了定性的分析。在结语部分，本文还指出了研究中尚存的一些问题，并对未来的研究方向进行了展望。