分集技术(Diversity)以及多输入多输出技术(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)因为高速传输和高频谱效率的特性被工业界和学术界广为关注。通过增加无线链路终端的天线单元数,分集/MIMO技术可以在不改变频谱资源以及发射功率的情况下成倍的增加系统的传输速率。然而,移动终端因为尺寸的限制,设计的多天线系统具有较大的包络相关性系数(ECC),影响MIMO天线单元的总效率,尤其是,目前在智能机中需要加入金属边框作为其边界条件。针对加载金属边框的智能机天线系统设计的问题,本文首先分析了金属边框对天线系统的影响并且提出了一些设计思路;其次,详细分析了一些单天线设计的已有技术;然后,简单介绍了一些最近国内外的加载金属边框的天线设计方案;最后,在此基础上提出了三款金属边界智能机天线系统的设计方案。在金属边框和天线单元共形、直接参与辐射的基础上本文提出了第一款天线系统。该天线系统,可以在低频段(GSM850/900)形成2×2 MIMO系统,在高频段(DCS/PCS/UMTS/LTE2300/2500)形成4×4 MIMO系统。采用不同类型的天线形式来组成天线系统,使得天线系统具有较好的隔离以及分集性能。把金属边框分成三段,每一段均接地的设计思路下本文提出了第二款天线系统。该天线系统采用缝隙(slot)天线的形式,运用了频率可重构技术,在PIN二极管处于“状态1”时候,天线可以在低频段形成2×2 MIMO系统;PIN二极管处于“状态2”时候,天线可以在高频段形成4×4 MIMO系统。用缝隙天线结合金属边框的设计思路,可以有效减少金属边界对于天线系统的影响。金属边框和天线共形,天线单元之间用突出地来去耦,本文提出了第三款天线系统。该天线系统在WWAN/LTE频段可以满足4×4 MIMO系统的指标,特别分析了突出地在该天线系统能拓展天线单元带宽以及提高天线单元之间隔离的作用。四单元天线系统在824~960MHz频段的信道容量可达18bps/Hz,在1710~2690MHz频段则有20bps/Hz。本文尝试了三种对金属边界的处理方案。在这些方案中,天线系统在金属边框下可以良好工作。