随着移动通信和无线系统的发展与迭代,5G正凭借其相较于前代低时延大带宽的特点逐渐成为主流的通信技术。手机作为重要的移动网络接入终端之一,通信模块一般由基带、射频和天线三部分组成,而天线作为接收和发射信号的端口,其辐射性能直接影响了手机的通信性能。由于系统的信道容量与用于发送和接收的天线数量成正比,因此多输入多输出天线是目前终端天线的主流设计形式。但由于手机外形的发展减小了留给天线的空间,如更大的屏占比、更多的传感器等,使得手机天线的设计愈加复杂。如何将多个具有不同工作频带且具有良好隔离的紧凑型天线集成到有限的空间中,对于天线工程师来说将是严峻的挑战。本文结合当下应用背景,围绕手机MIMO天线的设计展开了研究,通过结合已有文献,对国内外研究现状以及研究方向进行了分析,并对手机MIMO天线的基本形式、关键技术、技术指标等做了归纳总结。根据应用需求,设计了三款应用于5G智能手机的MIMO天线。首先,设计了一款六单元缝隙天线,可工作在n78与n79频段。通过在缝隙上加载圆形寄生结构延长了电流的有效途径,达到了小型化目的;通过优化天线单元间距与位置提高了隔离度。实测结果表明天线的回波损耗、隔离度与辐射方向图等参数均满足工作需求,仿真了头部SAR值,计算了ECC值。其次,设计了一款八单元倒F天线,天线单元均工作在n78频段。通过折叠天线或引入容性耦合减小了天线尺寸,通过加入地板缝隙提高了单元间隔离度。实测结果表明天线的各项参数均满足工作需求,仿真了天线的手部、头部模型,计算了头部SAR值与ECC值。最后,提出了一款八单元多模手机天线,两个4G天线可工作在B1、B38、B40、B41以及n41等频段,加入耦合枝节扩展了其工作带宽,使用突出地与中和线提高了单元间的隔离度。加载J型缝隙的5G双频PIFA天线可工作在n78和n79频段。仿真了头部SAR值,通过散射参数估算了ECC值。