随着无线通信的快速发展,第三代移动通信的频率复用技术和传统的编码技术将不能满足多数用户的需求,因此多输入多输出(MIMO)技术应运而生,此技术在不增加基站发射功率以及不提高频带宽度的情况下,使MIMO系统信道的传输速率和信道容量得到显著的提高,成为下一代移动通信的主要技术之一。MIMO技术中多天线的设计问题是关键,因而本文就围绕着移动通信和射频识别领域中的MIMO多天线设计这一主题展开了系统的研究。多天线的设计中,本文以微带分形天线为基础,首先分析分形单元天线和阵列天线的辐射特性,以及分形天线空间自相似性和自填充性的优良特性,并结合实际应用中人们对天线小体积、多频段、多极化、低剖面、易集成等的设计要求。借助电磁仿真软件HFSS10.1大量仿真优化,设计了满足MIMO系统低相关、高隔离、多分集、合理增益等要求的小型圆极化、多频段的Koch岛型和3/2Curve微带分形单元天线以及二元、四元阵列天线。最后,本文从天线选择方面,研究MIMO系统的信道容量,将所设计的阵列天线应用于MIMO系统中,借助MATLAB软件分析阵列天线的辐射方向图特性,并与相同数量的平面倒F天线(IFA)进行比较。分析阵列天线不同方位的入射角和信道容量的结果图,有效的验证了微带分形阵列天线的信道容量高于传统的IFA阵列天线,且随着Koch岛型和3/2Curve微带分形阵列天线数量的增加,MIMO系统的信道容量得到有效的改善。