随着无线通信技术的快速发展,为了满足对高质量服务日益增长的需求,诸如4G LTE、5G之类的新的通信标准应运而生,呈现出信道容量更大、传输速率更快和信号覆盖范围更广的趋势,而这就给新型的4G和5G移动通信设备的设计带来了许多挑战。近几年来,作为解决无线通信的两大关键技术,多输入多输出(MIMO)技术和智能天线的波束成形技术一直是研究的热点,受到了工业界和学术界的广泛关注。MIMO技术利用多天线同时接收信号和发射信号,可以实现在频谱和功率资源都相同的情况下传输数据的速率更高以及信道容量更大的目的,而智能天线则是利用多天线将电磁场能量定向到所需方向从而增强天线的增益以及扩大信号的覆盖范围。本文以手持设备终端天线系统为研究对象,以小型化、多频化、低剖面为要求,结合了MIMO和智能两大关键技术,设计了一款尺寸为136mm×68.8mm×1mm的天线阵列系统。论文的主要创新点如下:1、以平面印刷型倒F天线(PIFA)为基础,在尺寸大小适用于手机的136mm×68.8mm×1mm的FR4基板上设计了一款八单元天线阵列系统。天线阵列覆盖GSM1900(1880-1920 MHz)和LTE2300(2300-2400 MHz)两个频段。天线结合了两大关键技术,接收模式实现MIMO技术,发射模式实现智能天线的波束成形技术。2、为了实现多角度多频率的波束成形,基于能量传输最大化理论,设计了一款连续可调的电压控制电路,为天线阵列提供合适的激励分布。分别测试了天线在中心频率为1.9GHz和2.35GHz时在x、y、z方向上的方向图并得到了该方向上实际最高增益。3、考虑到人体对天线性能的影响,通过测量研究了人体对天线隔离度、ECC以及辐射方向图的影响。结果显示该八单元天线阵列在人体模型的影响下依旧维持良好的MIMO特性以及智能天线的性能。