随着无线通信的快速发展,4G通信已经大规模普及并且逐步向5G通信过渡。手机作为移动终端设备的一部分,在日常生活中起着越来越重要的作用。由于当前的手机具有高屏占比、超薄化和全网通等特点,这就需要手机天线在更加小的空间内满足更多频段的覆盖。另外,为了更好地满足5G通信的需求,多天线技术也被广泛地使用在天线设计中。基于此,本文重点对手机天线进行研究与设计,主要研究工作如下:首先,本论文利用耦合馈电技术设计了两款小型化八频段手机天线。其中,第一款天线的尺寸仅为15×27 mm~2,带宽为820-960 MHz、1570-2770 MHz和3270-3920 MHz,不仅实现了2G/3G/4G频段的覆盖,而且还能够覆盖5G通信中的LTE3500频段。第二款天线可以实现包含LTE700的八个频段的覆盖,该天线相比第一款天线而言,在天线净空区宽度只有7 mm的情况下,得到了660-965 MHz和1630-2920 MHz两个很大的带宽。对所设计的两款天线进行加工测试,两款天线在工作频段内均具有良好的性能,可以满足移动通信要求。其次,针对大屏幕超薄手机,本论文运用两种不同的方法实现了多频段低净空手机天线的设计。其中,第一款天线通过耦合馈电技术与加载寄生结构技术相结合,成功实现了GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS2100/LTE2300/2500七个频段的覆盖。该天线所占据的净空区宽度仅为5.5 mm,而且剖面高度只有0.8 mm。第二款是利用铁氧体薄膜特性成功设计了一款八频段低净空（5 mm）手机天线,通过在低频工作区域加载铁氧体薄膜,显著拓宽了低频段的带宽。最终,该天线在体积仅为54×5×3.8 mm~3的情况下,得到了640-970 MHz和1640-2850 MHz两个大的带宽,进一步实现了天线的小型化。最后,本论文设计了一款应用于5G手机的八单元MIMO天线。该天线由八个相同的耦合馈电天线单元组成,通过对天线单元的不同布局以及加载L形缝隙,使其获得较优的阻抗匹配和隔离度。通过仿真和实测表明该天线可以实现5G中3.4-3.6 GHz频段的覆盖,而且隔离度大于13 d B,说明该天线在5G通信中具有良好的应用价值。