随着无线通信走向宽带高速多媒体应用,多输入多输出(MIMO)作为下一代移动通信的主要技术之一,以具有高速率低成本的高频谱效率的技术特性,在有限的频谱上提供更高了的传输速率和系统容量。MIMO已经成为无线通信领域的一个研究热点。本文在介绍了MIMO系统天线基本理论的基础上,详细阐述了MIMO系统天线单元的设计方法,并通过实测和仿真实验对所设计的天线单元进行了验证。首先,本文简要介绍了MIMO技术研究的现状和MIMO系统的概念,并且给出了MIMO实验验证系统的构架。其中,MIMO接收和发送模块是实验验证系统的核心,天线设计是其中一个关键的组成部分。其次,本文结合MIMO实验验证系统的构成,介绍了MIMO中系统天线的主要参数,在此基础上,引入MIMO天线单元的设计思想,通过增大频率带宽,改善方向图以及采用分集技术使天线单元满足MIMO系统的需要。接着,本文介绍了巴伦结构的原理,在对微带巴伦振子结构进行深入研究的基础上,给出了巴伦微带天线的设计方法。通过对基本巴伦天线进行场和路的仿真实验和实际测试,得到了进一步天线结构仿真的初始值和天线单元设计的原始尺寸。文章进一步研究了增大以及减小E面波瓣宽度的方法,通过改变天线的放置方式,摆放高度,极化方式,振子结构和寄生单元使得E面波瓣达到MIMO天线系统的要求。测试结果表明,本文的设计具有良好的实际效果。最后,本文介绍了移动台天线的设计。在对天线进行综合选型的基础上,重点阐述了蛇形槽天线的研究。从蛇形槽,馈线和寄生单元三个方面对天线与结构做出了变形的设计,得到了蛇形槽蝶形天线,边缘渐变蛇行槽天线和对数周期蛇形槽天线。实测和仿真结果表明,本次的设计起到了改善天线性能,缩小天线尺寸的目的,基本满足MIMO系统设计的要求。