随着无线通信的迅速发展，人们对移动终端类产品的广泛应用使得作为其核心部件之一的天线的作用日益重要。移动设备小型化是设计者与消费者共同追求的目标，这就使得小型化天线的设计被提上日程，而现有的通信体制下2G、3G频段共存的局面使得移动终端小天线必须可以以更小的尺寸覆盖更多的频段。现代移动技术的发展与设备功能的多样化使得通信系统对于高品质与高速率通信质量的要求越来越高，多输入多输出(Multi-input and Multi-output, MIMO)技术通过在发射与接收端使用多根天线来实现分集效果，从而突破当天线的信道容量上线，实现高的系统容量与通信速率。MIMO技术因其对多天线的尺寸性能以及隔离度的要求而使得其在移动设备的应用中变得极为困难。本论文针对无线数据卡平台，利用基于复合左右手理论的零阶谐振（Zeroth-Order Resonant, ZOR）原理，设计小型化、多频带、高性能以及MIMO系统高隔离度的天线。本文详细介绍了天线的相关性能参数，并且基于移动终端平台，重点描述了比吸收率（Specific Absorption Rate，SAR）指标的相关理论。详细地讨论了左手材料的基本原理以及其特性，对复合左右手传输线理论的基本特性以及实现方法予以分析，并详细讨论了零阶谐振理论。在对MIMO通信技术的基本原理和基本性能指标做出描述的同时，介绍了MIMO系统中的去耦方法。本文基于零阶谐振理论，提出了一款能够以并联的双回路模式工作的小型化高性能无线数据卡天线。该天线能覆盖745-1045MHz以及1915-2700MHZ频段之间的多个通信频带，并且具有很好的类单极子式方向图，具有较高的辐射效率。对天线进行仿真与加工测量，数据结果的对比证实了设计的有效性。同时我们在零阶谐振等效电路的基础上详细分析了天线各结构参数对于其性能的影响。本文以所提出的超材料天线为单元天线，在无线数据卡平台构建MIMO双天线系统。成功设计出了能同时满足LTE Band13（746-787MHz）, W850/900(824-960MHz)和LTE Band7（2500-2690MHz）四个频段工作需求的高隔离度MIMO双天线。该天线具有良好的辐射方向图特性，在LTE Band13和W850/900频段的隔离度达到-8dB,在LTE Band7频段的隔离度达到-15dB。天线在LTE Band13、W850/900和LTE Band7多频段工作，天线效率均大于40％。该系统的包络相关系数(Envelope Correlation Coefficient, ECC)参数和SAR值均满足相关指标。