终端天线的多频和小型化问题是近年来的研究热点。无线通信技术的发展为天线设计提出了更高的要求,如何在有限的空间内实现宽带或多频覆盖是终端天线面对的主要问题之一,也将是未来的重要研究方向。无线通信设备的高集成化和小型化使得天线面对的电磁环境更加复杂,很多传统天线设计方法不再适用,需要寻找新的突破。本论文针对终端天线实现多频和小型化过程中面对的一系列技术问题,从天线基本原理出发寻找新的设计方法,并提供切实可行的解决方案。此外,本文对可重构技术和人工磁导体开展研究并加以创新,将其特有的工作特性应用于终端天线中,以满足不同场景对辐射性能的需求。本论文研究内容主要包括以下几个方面。论文首先研究了终端天线的多频技术。基于单极子天线的多频设计,分析了多模合成实现多频工作的基本原理并给出了相应的设计原则。基于多模合成方法,从一般单极子天线出发,研究了天线在面对多频、小尺寸、宽窄带结合等问题中的具体设计方法。对于紧凑型多频多输入多输出天线,研究了如何利用方向图分集和极化分集实现小型双天线的设计。针对移动通信天线,提出了有限净空区内双天线的设计方案,满足多频工作和低耦合的需求;针对双频无线局域网天线,结合宽缝天线和多频单极子实现多频双向辐射,并分析了天线的去耦合方法。对于移动通信终端天线设计,论文提出了一种移动终端天线小型化设计方案。采用多模单极子天线结合边框模式,在保证完整边框的前提下实现第四代移动通信的七频段覆盖,且缩减了净空区占用面积。通过采用容性加载法产生了对称边框模式,拓展了低频段的带宽。设计三维金属结构使多谐振模式共存,从而拓展高频带带宽,且天线在工作频带内辐射性能良好。天线设计保证了金属边框完整,同时且有低剖面、净空区小的优势,有潜在工程应用价值。对于超宽带通信终端天线,论文提出了一种新型超宽带缝隙天线设计方法。不同于传统的多模谐振来实现宽频覆盖,设计利用缝隙结构的场分布特点引导产生行波模式,从而使天线具有宽带及辐射稳定的特点,保证了收发时域脉冲信号的保真度。新型缝隙天线具有缝隙窄、尺寸小、结构简单、性能稳定的特点,适合应用于各种无线通信终端设备中。最后,论文针对两种新兴技术可重构技术和人工磁导体进行研究并将其应用于终端天线的设计中。主要创新点包括:提出了一种寄生双环加载方法实现方向图可重构,基于该方法设计的单缝天线具有多种辐射模式,可满足多场景对可切换波束的需求;设计了基于圆形贴片的方向图可重构天线,通过引入直连-差分混合馈电网络激励单层辐射贴片,获得锥形和侧射辐射方向图,天线结构简单、性能优良;提出一种基于慢波表面的新型人工磁导体,周期结构单元尺寸得到缩减,可作为天线背板,实现小型化定向天线的设计。