随着无线通信技术的快速发展,第四代移动通信(4G)技术已得到广泛应用。为进一步满足用户对于高速、高效、低时延和高可靠性无线通信的需求,第五代移动通信(5G)技术现已成为通信领域研究的热点。终端天线作为个人移动通信系统的关键组件,其性能的优劣直接影响着终端设备的系统性能。目前,终端天线在设计上面临着诸多挑战:一方面,随着终端设备向小型化、轻薄化方向发展,留给终端天线设计的空间十分有限;另一方面,对于终端MIMO天线系统,需在保证天线单元工作性能的前提下,实现单元间高隔离和低相关性。本文基于4G及5G终端通信需求,对4G终端天线单元、4G双单元MIMO终端天线以及5G多单元MIMO终端天线展开了相关研究,主要研究成果包括:1.基于复合左右手传输线结构设计了两款应用于4G终端设备的天线单元,二者可在有限空间中实现双宽频带工作性能。测试结果表明,各天线单元的-6 d B反射系数带宽均能覆盖LTE700/2300/2500,GSM850/900/1800/1900和UMTS2100等通信频段,且天线效率在双频带内分别优于30%和35%。此外,基于上述天线单元结构设计了一款4G双单元MIMO终端天线。通过将缺陷地结构和短路寄生枝节相结合,该天线在低频带及高频带内的隔离度得到显著改善。另外,还从天线辐射方向图、效率、包络相关系数等方面分析了双单元MIMO天线的辐射性能和MIMO性能。2.针对5G终端设备设计了两款工作于Sub-6 GHz频段的多单元MIMO天线。第一款为基于特征模理论的八端口双极化低剖面MIMO天线,在结构上可与终端设备背盖集成化设计,为其他天线预留了充足的设计空间。该设计由四个弯折环形缝隙天线单元组成,单元上的两个端口可激励起两个正交极化模式,从而获得较好的隔离特性。该MIMO天线可工作于3.5 GHz频段,隔离度优于15 d B。第二款为基于多模解耦技术的八单元双频MIMO天线,该天线可工作于3.6 GHz和4.9 GHz两个工作频段。得益于天线辐射结构与解耦结构的共平面设计,该设计对地板无净空要求。天线单元采用耦合双环形结构,可产生两个谐振模式。通过在天线单元间引入多模解耦结构,可产生多个解耦谐振模式,在双频带内分别实现了15.5 d B和19 d B的隔离度。以上两款MIMO天线性能良好、结构紧凑,均可应用于5G移动终端设备。