近年来,金属外壳手机因为具有更好的结构稳定性和更美的外观而被消费者广泛接受。但是金属环境对电磁波屏蔽作用使天线的工作带宽和辐射效率等性能指标急剧恶化,如何克服金属环境对天线的影响,提高天线的工作带宽和辐射效率是当前手机天线研究的热点和难点^[1-3]。同时,移动通信对于可用于提高移动通信系统可靠性和复用性的MIMO（Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出）技术的迫切需求,使得MIMO天线的设计和相关问题的研究也成为天线设计的研究重点之一^[4-7]。由于手机内部空间的紧凑性,天线单元之间存在强烈的电磁耦合,天线性能急剧下降。目前还有没有四单元的MIMO天线应用在手机终端中,适用于手机终端MIMO天线的去电磁耦合理论的研究和天线的设计是天线工程师研究的热点和难点。本文针对手机天线的研究热点,对金金属环境下天线的设计和4单元LTE MIMO天线的设计进行了研究,设计了两款手机天线并完成了实验调试及测量,同时测量和仿真了LTE MIMO系统的包络相关系数、复用效率和信道容量^[8-9]。本文的主要工作内容如下:第一:介绍了全金属手机天线和MIMO技术的研究背景和国内外研究现状,阐明课题研究的目的和意义,展望了未来手机天线的发展趋势和挑战。第二:针对手机天线设计原理和工程实践,分别对外置螺旋天线、鞭状天线以及内置天线中单极子天线、IFA天线、PIFA天线、LOOP天线的基本原理进行了介绍,并对手机天线基本参数的测量调试方法进行了简单介绍,为天线的设计做理论的准备。第三:针对手机外壳金属化趋势,通过加载接地线结构抑制谐振腔模态;加载电容电感谐振电路缩小天线尺寸;耦合馈电和增加辐射枝节的方式增加带宽等方法在全金属环境中设计了一款小型化的GPS/WLAN天线。仿真和测量的结果显示,天线能够很好的满足工程要求。第四:针对MIMO手机天线设计要求,本文设计了一款相邻天线相互垂直的高隔离度、小型化的4单元的LTE MIMO天线阵列。对天线的设仿真模型进行了实验测试调试,使天线的效率和带宽满足通信要求。第五:对MIMO通信系统的基本指标进行介绍,并仿真和测试了4单元LTE MIMO天线系统的相关系数、复用效率和MIMO信道容量,计算的结果基本符合MIMO通信系统的通信要求。