随着无线通信技术不断的进步,天线逐渐朝着多功能、小型化、高频谱利用率等方向发展。由此衍生出了一系列关于多频段天线、小型化天线以及MIMO天线系统的研究。为满足现代无线通信设备的需求,要求天线具有多频段、小型化、高频谱利用率等特点。本论文主要将应用于无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)和全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)的共面波导馈电型多频段、小型化以及MIMO天线作为研究对象,最终设计了两款三频段小型化天线、一款四频段小型化天线和一款四端口双频段MIMO天线。论文主要工作如下:(1)介绍了基本的印刷天线参数以及MIMO天线特有参数,然后总结了印刷天线实现多频段、小型化和MIMO天线的去耦原理以及方法。(2)针对现有应用于WLAN/WiMAX的天线带宽覆盖不完全的问题,设计了两款共面波导馈电的小型化三频段天线。其中第一款天线为共面波导馈电的小型化三频段陷波型缝隙天线,该天线基于平面矩形单极子的带宽优势,采用增加辐射枝节以及添加一个陷波结构得到了可完全覆盖住WLAN/WiMAX的三频段天线。第二款为共面波导馈电的小型化三频段多枝节单极子天线,采用添加辐射枝节的方法,设计了一款尺寸极小的可独立调节各频段的三频段单极子天线。介绍了两款天线的演变进程,并通过表面电流分布分析了枝节对各谐振频率的影响。仿真结果表明,两款天线均达到了预期的工作带宽,具有良好的全向辐射特性,各谐振频率增益均满足要求。(3)为满足无线通信系统多功能的需求,在第二款天线的基础上设计了一种应用于WLAN/WiMAX/X波段的多枝节结构的四频段印刷单极子天线。本章介绍了天线的演变进程,并详细分析了各支路实现谐振频率的关键参数,研究了贴片长度对反射系数的影响,并给出了最优参数。实测结果表明,该天线达到了预期的工作带宽,具有良好的全向辐射特性,各谐振频率增益均满足要求。这表明该天线适用于WLAN/WiMAX/X波段无线接入设备。(4)为满足无线设备对大信息通信容量的需求,设计了一种应用于WLAN/WiMAX波段的共面波导馈电的小型化双频段四单元MIMO天线。本章给出了天线的尺寸结构以及天线的演变进程,并通过表面电流分布分析了支路对各谐振频率的影响。实测结果表明,该天线达到了要求的工作带宽,具有良好的全向辐射特性,同时增益满足要求。与其他同类产品相比,该天线具有尺寸适中、结构简单、全向辐射特性好、频带覆盖完整等优点。这使得它成为小型便携式WLAN/WiMAX设备的理想选择。