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随着无线通信技术的快速发展，低剖面、轻重量、多频段以及优越性能的无线通信设备被消费者所期待。然而，这些要求给天线设计师带来了巨大的挑战，尤其是在小尺寸下设计多频段的内置手机天线且具有良好的辐射特性。为了适应现代移动通信系统的需求，设计的内置手机天线不仅要包括3G和4G无线通信系统的工作频带，而且还应兼容2G无线通信系统的工作频带，使其在整个带宽内无缝衔接的宽带通信。因而研究和设计小尺寸多频段内置手机天线具有重要意义。首先，本论文介绍了手机天线的发展历程与研究背景。对手机天线极限Q值与天线尺寸的关系、天线Q值与阻抗带宽的关系以及天线远场辐射特性进行了理论分析。其次，本论文详细介绍了平衡模与辐射模理论，特征模理论以及多输入多输出(MIMO)天线去耦理论。其中，平衡模与辐射模理论告诉我们如何合理的设计多频段内置手机天线；特征模理论告诉我们如何合理的选取天线的馈电点；多输入多输出(MIMO)天线去耦理论告诉我们在设计多输入多输出(MIMO)天线时如何有效的去耦。这些理论为设计内置手机天线提供了详细的理论支撑。再次，针对当今内置手机天线设计难点和热点，本论文设计了三个新颖的内置手机天线:第一个属于平面印刷结构的小尺寸八频段内置手机天线，其频段包括LTE700/GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS2100/LTE2300/2500；第二个是低频段GSM850/900可重构小尺寸内置手机天线，同时高频段覆盖DCS1800/PCS1900/UMTS2100/LTE2300/2500；第三个是针对4G无线通信系统设计的一个多输入多输出(MIMO)内置手机天线，其频带包括LTE700/2300/2500。这三个天线都是采用耦合馈电技术，其成本低、易于加工、性能优越等优点可以批量生产。最后，详细分析了以上设计内置手机天线的工作原理，为了证实设计天线的工作性能，对天线进行加工测试，其测试结果与HFSS仿真结果吻合良好。