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将超宽带（Ultra-WideBand,UWB）技术的信道传输速率高和克服多径效应的优点与多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术的信道容量大的优点融合在一起成为新的通信技术——超宽带-MIMO通信技术,本文围绕超宽带MIMO技术和天线小型化手段对超宽带MIMO天线进行了研究和设计,提出了四款具有良好天线性能的紧凑型超宽带MIMO天线:设计并加工了一种紧凑型尺寸为75×45×1.6 mm3的超宽带对数周期偶极子阵列（Log-Periodic Dipole Array,LPDA）天线。测试结果表明该LPDA天线工作在2.8GHz至11 GHz,工作带宽达到UWB级别;天线在工作带宽内S11<-15 dB,平均峰值增益达到7.42 dBi,并且天线具有定向的辐射方向图。设计了一种用于超宽带系统的八端口双极化MIMO LPDA天线,天线尺寸为195×195×45 mm3。仿真结果表明所设计的超宽带MIMO天线在UWB范围（3.1-10.6 GHz）内具有良好的阻抗匹配(S11<-10 dB)、天线单元间隔离度大于40 dB和包络相关系数（Envelope Correlation Coefficient,ECC）小于0.005的优点。设计并加工了一种用于超宽带系统的十二端口双极化MIMO LPDA天线,天线尺寸为240×240×45 mm3。测量结果表明所设计的MIMO天线在UWB(范围内达到反射系数小于-15 dB、天线单元之间的隔离度高于30 dB,平均峰值增益为7.245 dBi,ECC<0.005和总有效反射系数（Total Active Reflection Coefficient,TARC）低于-27 dB。设计并加工了一种紧凑型的具有无线局域网（Wireless Local Area Network,WLAN）频段带阻特性的共面波导（CoPlanar Waveguide,CPW）馈电的二端口超宽带MIMO天线,所设计的天线尺寸为20×36×0.8 mm3。测量结果表明所设计的MIMO天线在UWB范围内除了WLAN带阻频段之外的工作带宽内反射系数小于-10 dB、天线单元间隔离度高于15 dB、辐射效率高于87%、ECC<0.02和TARC<-30 dB。设计并加工了一种紧凑型尺寸为54×54×0.8 mm3的具有WLAN频段带阻特性CPW馈电的八端口超宽带MIMO天线。测量结果表明所设计MIMO的天线在UWB通讯频段除了WLAN陷波频段之外的工作带宽内反射系数小于-10 dB,天线单元间隔离度高于17 dB、辐射效率高于74.7%、ECC<0.02以及TARC<-15 dB。