随着时代的发展和技术的进步,无线通信系统也一直在迅速发展和更新迭代。作为第五代（5G）无线通信系统中的关键技术,多输入多输出（MIMO）技术旨在通过在通信系统的收发端采用多个天线的形式,来提高系统的信道容量、保证数据传输的可靠性。相较于前几代的通信系统,5G通信系统中天线数量激增几倍甚至是几十倍,然而,无论是在基站系统或者是终端系统中,天线所占据的空间是有限的,因此天线整体布局会非常紧凑。天线数量增多而空间有限,必然造成天线之间出现很强的互耦效用,进而会影响整体通信系统的性能。为此,关于多天线系统中的耦合调控研究是很有必要的。因此,本论文结合不同场景中的不同的天线形式,提出和设计相应的去耦方法和结构,来完成耦合调控设计,改善多天线性能。所做的主要设计和成果概括为以下三个方面:1、研究了基于寄生结构的耦合抑制方法。针对单频和双频多天线单元,分别设计了不同的寄生结构来抑制天线单元间的互耦。首先在微带贴片多天线系统中,为了能够在很小的间距内实现耦合抑制,提出了弯折型的小型化谐振器结构来抑制表面波,进而提高天线单元之间的隔离性能。所设计的谐振器结构不仅可以改善H面耦合排列的微带贴片多天线之间的隔离度,也还可以适用于E面耦合排列的多天线。结果表明,所设计的结构可以在较小的单元间距内实现良好的高隔离特性。其次,将所设计耦合谐振器结构应用单元数量更多的天线中,也可以实现各个天线单元之间的隔离提升。最后,针对于双频Wi-Fi多天线系统,为了不增加系统复杂度,提出了采用单个寄生结构的简单方法,来实现两个双频天线之间的耦合抑制。通过在所设计的双频寄生结构末端进行开路阻抗加载的形式,利用Y矩阵分析,可以同时实现双频天线在两个工作频带2.45 GHz和5.8 GHz内的隔离改善。并且,对上述天线进行了样机加工、性能测试,进一步表明了所提出的寄生结构的可靠性和正确性。2、研究了基于陶瓷覆层加载的耦合抑制方法。为了在不占用更多天线单元之间的空间并且不增加馈电后端的复杂度前提下,提出了基于陶瓷覆层的多天线耦合抑制设计,采用高介电常数介质覆层加载的方法来提升天线单元之间的隔离特性。在单极化多天线系统中,通过在两个H面耦合排布、间距小于0.3λ的偶极子天线上方加载高介电常数的陶瓷覆层,可以改变天线单元之间的近场耦合分布,消除耦合单元上的耦合场分布,进而提高天线单元之间的隔离特性,实现了15-30 d B的隔离度提升。并且,为了改善引入陶瓷覆层后引起的交叉极化的恶化,采用在陶瓷覆层刻槽的方法,保证了辐射特性的稳定性。进一步地,在单极化去耦的基础上,研究了基于陶瓷覆层的双极化天线去耦设计。与单极化类似,采用具有高介电常数的陶瓷覆层,在单元间距0.4λ时,工作频带内天线单元的各个端口之间的隔离度可以改善至25 d B以上。对单极化天线进行了样机加工和性能测试,结果表明了去耦设计的正确性。3、研究了基于超表面覆层加载的耦合抑制方法。结合陶瓷覆层去耦的设计,利用等效电磁参数提取的方法,提出了不同形式的超表面结构。通过在多天线上方加载不同形式的超表面覆层,分别实现了单频、双频和双极化多天线的去耦设计。在单频多天线去耦设计中,所设计的超表面可以在天线单元间距小于0.3λ的情况下,工作频带内的隔离度可以提升至25 d B以上。并且由于超表面的极化特性,天线的辐射特性不会出现恶化。进一步地,在此基础上,设计了基于双频超表面的去耦结构实现了紧凑双频多天线之间的耦合抑制。由不同长度的非均匀金属短线构成的周期超表面,可以同时改善双频天线两个工作频带的隔离度。在2.6 GHz和3.5 GHz的工作频带中,天线单元之间的隔离度分别可以提升24 d B和15 d B。最后,针对于双极化多天线的去耦设计,根据天线的极化形式,采用了方形金属片周期排布的超表面结构,来提升天线各个端口之间的隔离性能,并保证了天线辐射性能的稳定性。在3.4-3.6 GHz的工作频带内,匹配良好的前提下,天线单元各个端口之间的隔离度均提升至在25d B,尤其是同极化天线之间的隔离度可以提升至30 d B以上。并且天线的辐射方向图稳定,增益也有一定的提升。对以上天线都进行了加工测试,实测结果进一步表明了超表面去耦设计的可靠性。