多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）通信系统凭借大信道容量和高传输速率受到了学者关注和广泛研究,MIMO天线作为该系统中不可缺少的部分,在现在及未来的通信领域中扮演着重要角色,在5G新时代,由MIMO技术衍生出来的Massive MIMO技术也将成为革命性技术之一。然而MIMO天线优势明显的同时也有不利因素,电磁耦合的存在一方面会在系统上降低信道容量、吞吐量及信噪比,另一方面会在单元上降低天线的效率、增益且改变天线的方向图。基于此种研究背景和历史必然性,本文研究设计了三款性能良好的小型化MIMO天线,并分别针对MIMO天线的三个去耦方向。首先,展开对MIMO天线去耦频带宽度的研究。设计了一种可宽频带去耦的二端口MIMO天线,天线尺寸为26 mm×38 mm×1.6 mm,工作带宽为超宽带（Ultra-Wide Band,UWB）,频段为3.1-12 GHz,天线在3.4-12 GHz频段内隔离度高于19 d B,去耦频段整体较宽。天线通过结合中低频段去耦的T形地板枝节和高频点去耦的互补分裂谐振环（Complementary Split-Ring Resonator,CSRR）实现了宽频带去耦的目标。天线最终加工在FR4介质基板上,仿真和测试结果均表明该天线在MIMO系统中有良好的表现。其次,展开对MIMO天线去耦频带数量的研究。设计了一种可双频带解耦的二端口WLAN-MIMO天线,天线尺寸为60 mm×50 mm×1.6 mm,工作频段覆盖了2.4-2.484 GHz和5.15-5.35 GHz的两个WLAN频段,天线在该双窄带内的隔离度均超过20 d B。天线通过地板上的两条正交缝隙对两个频段的电流进行引流谐振,实现了双频带解耦。天线最终被加工测试,实测结果验证了该天线的性能良好。最后,展开对MIMO天线去耦端口数量的研究。设计了一种可解除多个端口间耦合且具有双陷波特性的四端口UWB-MIMO天线,天线尺寸为44 mm×44 mm×0.8 mm,工作带宽为2.9-11 GHz（除去3.3-3.9 GHz和5-6 GHz的陷波频段）,在UWB级别带宽上天线各端口间耦合度低于-15 d B,且具有两个陷波频段。天线通过添加倒L形双地板枝节实现天线的去耦和Wi MAX频段的陷波,并在辐射贴片上刻蚀C形槽实现了WLAN频段的带阻特性。最终对该天线进行了加工测试,天线拥有和仿真数据相近的测试结果,表明该天线在MIMO系统中具备出色的工作性能。