无线通信系统的出现极大地丰富了人们的生活。天线作为通信系统中不可或缺的部件,主要负责发射和接收无线电波。天线性能的好坏对无线通信系统整体有着比较大的影响。为了适应不同的场景设施,天线形状以及电性能参数也要做出相应的变化。本文主要针对紧凑的WLAN(Wireless Local Area Network)/WiMAX(Worldwide Interoperability)多频段天线、具有陷波功能的紧凑的超宽带MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)天线、金属边框手机天线,以及鲨鱼鳍车载天线进行了研究。主要研究内容具体如下:1.提出了一种紧凑的加载双环谐振结构的、三频段宽缝单极子天线。首先设计传统形式的微带单极子工作在5 GHz。然后通过将传统形式微带馈电单极子的地板替换成具有宽缝结构的地板,从而引入了2.58 GHz处的谐振点。最后天线在不改变结构的前提下,通过加载双环谐振结构产生了3.7 GHz处的谐振频率。最终该天线尺寸为32 mm×28 mm,-10 dB的反射系数带宽能够同时覆盖WLAN 2.4/5.2/5.8 GHz频段以及WiMAX 2.5/3.5/5.5 GHz频段。此外,该天线由于具有结构简单紧凑和易于加工的优点使其符合现代通信系统中天线的要求。2.提出了一种紧凑的具有陷波特性的超宽带MIMO天线。首先将天线单元进行切半处理,因而得到了紧凑的单元结构。然后两个相同的天线单元通过背靠背放置得到了MIMO天线。为了能够提高天线单元间的隔离度,在天线单元间的地板上刻蚀了一个矩形缝隙,从而使得该MIMO天线在工作带宽内的隔离度大于15 dB。为了实现陷波功能,在地板上刻蚀了T形缝隙。此外,本章还对两个天线单元的排布方式进行了研究。最终天线仅为33 mm×26 mm,除陷波频段4.7-5.5 GHz外,小于-10 dB的反射系数带宽为3-11 GHz,在该频段内,天线的隔离度大于15 dB。此外,该天线具有良好的增益、全向的方向图以及小于0.03的ECC(Envelope Correlation Coefficient)。3提出了两种适合于金属边框手机的天线。通过将金属边框作为手机辐射的一部分,不仅避免了天线性能受边框的影响,而且节省了空间。第一种是具有金属边框的七频段手机天线。不同于传统环形天线(谐振长度为二分之一波长或者一个波长),该天线通过采用耦合馈电形式得到了谐振长度为四分之一波长的环形结构,从而减小了天线谐振的电长度。然后通过添加一段分布电感,在不改变天线结构的前提下降低了高频谐振频率。最后通过加载由集总元件构成的匹配电路展宽了低频段带宽。最终使得该天线不仅结构简单并且净空只有8 mm。该天线产生的反射系数带宽能够同时覆盖GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900、UMTS2100以及LTE2300/2500频段。第二种是具有金属边框的三频段手机天线。通过采用三个缝隙产生三个频段。两个较低的工作频段分别是由金属边框与系统地板间的缝隙产生。为了减小谐振长度,对两个缝隙进行了开路处理。为了实现紧凑的结构,两个缝隙垂直放置并且由一个L形的馈电结构进行馈电。较高的频段通过在地板上刻蚀哑铃状的缝隙来实现。最终,天线在系统地板上所占尺寸仅为8.9 mm×2 mm,并且能够覆盖WLAN 2.4/5.8 GHz以及WiMAX2.5/3.5 GHz。4.提出了一款集成四个天线的鲨鱼鳍车载天线。首先在保证各天线性能的基础上,根据鲨鱼鳍壳外形结构对四个天线的摆放位置进行了合理的布局。对于4G主天线而言,为了能够实现宽频带,我们利用了耦合馈电的接地枝节以及寄生枝节,以及其它存在的天线来改善该天线的阻抗。最终天线尺寸仅为55 mm×25 mm,产生的反射系数带宽能够覆盖LTE700、GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900、UMTS2100以及LTE2300/2500频段,并且得到了在一定的仰角内水平全向的方向图。对于FM(Frequency Modulation)天线,将其与4G主天线垂直放置,并且通过将天线结构分布在两层堆叠的介质板的三个面上来实现紧凑的结构。对于4G分集天线,通过采用耦合馈电的接地枝节产生低频段,并且采用集总元件电感来降低谐振点从而实现小型化。高频段由耦合馈电的接地枝节产生的高次模以及馈电单极子产生的四分之一波长的谐振模式构成。此外通过添加由集总元件构成的匹配网络改善天线的阻抗匹配,最终该天线反射系数带宽能够覆盖728-960 MHz以及1808-2690 MHz两个频段,并且得到了在一定的仰角内水平全向的方向图。此外,我们考虑了4G主天线与4G分集天线之间的隔离问题。由测试结果可知,低频段的隔离度在6 dB到10 dB之间变化,高频段的隔离度大于10 dB。可知在鲨鱼鳍结构限定的空间内,得到的隔离度基本满足要求。对于导航天线,为了能够获得紧凑的结构,我们使用了相对介电常数较高的介质板。为了能够得到宽的圆极化带宽,我们使用了双馈电技术,并且介绍了具有90度移相的功分器的设计,将功分器与贴片天线组合形成了最终的天线结构。结果表明,得到的-10 dB反射系数带宽能够覆盖1559-1560 MHz,在该频带内轴比小于3dB,并且该天线还具有稳定的增益以及辐射方向图。