近年来随着无线通讯技术的迅猛发展,人们对通信的类型和质量的要求越来越高,稀缺的频谱资源成为了通信发展的一个瓶颈,而MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出)无线通信技术可以在不提高发射功率和增加带宽的情况下,利用多个发射天线和接收天线组成的系统来减少信道衰落,成倍的提高系统的信道容量。得益于移动通信的发展,毫米波波段的MIMO系统也应运而生。MIMO天线作为MIMO系统中的关键部件,其性能对整个系统影响较大,所以毫米波MIMO天线的设计具有重要的研究意义。本文首先阐述了微带天线的工作原理和基本参数,并对MIMO天线的理论包括主要参数、设计要求和信道容量进行了系统的介绍,为合理设计MIMO天线奠定了基础。其次提出了一种圆口径2×2毫米波MIMO天线结构,仿真结果表明该结构毫米波天线具有大于10%的带宽,通过在天线上方加载引向器,在地板加载斜45。的十字型槽,使得天线在中心频点增益得到明显提高,旁瓣得到压制,隔离度得到提高。为了验证该结构天线性能,对天线进行了加工、组装和测试,测试结果显示天线带宽为33GHz-36GHz(|S11|≤-10dB),中心频点35GHz的隔离度达到34dB,增益为12dB,旁瓣电平优于-12dB,此结果与设计结果基本一致。最后在Ka波段又设计了一种用于单片集成的矩形口径1×4毫米波MIMO天线,天线采用非辐射边进行馈电,用四个矩形贴片组成的阵列作为MIMO天线的一个阵元,仿真结果表明天线带宽为34.13GHz-35.77GHz,增益为13.45dB,旁瓣电平优于-15dB,隔离度优于32dB。为了验证该结构天线性能,对天线进行了加工和测试,实验结果表明天线带宽为34.38GHz-35.42GHz(|S11|≤-10dB),天线在中心频点35GHz的端口隔离度达到了34.6dB,E面的旁瓣较高,达到-9dB,而H面与仿真值基本吻合。