随着第五代移动通信技术的快速发展,以及新时代背景下万物智能互连技术的不断迭代,通信系统对信道容量和数据传输速度的要求与日俱增。在这样的需求和背景下,MIMO（Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出）技术在通信信道传输方面扮演着越来越重要的角色。MIMO技术能够大幅提高数据传输速率和信道容量,而不增加发射功率和频率带宽,从而很好地应用到复杂的多径环境中。MIMO天线作为通信系统的终端,也成为新一代移动通信系统中不可或缺的一部分。然而,在不变的建设空间中,MIMO技术带来的天线单元数量增加,必然导致天线间距的缩小,从而引起最显著的问题就是互耦。天线互耦不仅会导致端口失配、辐射方向图畸变等问题,严重影响天线性能,而且互耦也会恶化MIMO通道间的低相关性,影响系统容量的提升。因此,对天线端口之间的高隔离要求,使得去耦技术也成为MIMO天线研究的关键技术之一。针对5G基站对MIMO天线的技术要求,本文主要开展了近间距双极化MIMO天线阵列中多端口间的去耦方法研究,提出一种基于子阵-单元耦合能量抵消原理的新型去耦方法,并在不同带宽、不同间距及不同规模的天线阵列中得到了良好应用。具体内容如下:1.基于子阵-单元耦合抵消的双极化MIMO天线去耦方法研究。提出一种基于子阵-单元耦合抵消的新型去耦方法,即利用子阵中两个单元分别到相邻子阵单元（或者子阵内异极化单元）产生了两条耦合路径,并在特定位置加载接地金属枝节对这两条耦合路径的能量产生微扰,使其等幅反相进行抵消,进而实现端口间去耦效果。具体通过对2×2四端口双极化天线阵列的耦合分析,定性定量地揭示了该方法理论下耦合能量的抵消原理,设计了简单的平面去耦结构,并且通过三种简单去耦结构的同时加载,有效降低了阵列中多端口之间的子阵内异极化耦合、子阵间异/同极化耦合。最后,为验证方案可行性,对提出的高隔离天线阵列进行了加工装配和性能测试,得到了与仿真较为吻合的结果。该去耦方法有着简单有效、易于加工、不增加天线剖面等特点,而且在有双极化多端口去耦效果的同时不影响天线自身的辐射特性,并且兼具阵列拓展可行性。因此,基于子阵-单元耦合抵消的双极化MIMO天线去耦方法为实现双极化多端口大阵列去耦提供了新思路。2.基于子阵-单元耦合抵消的宽带/近间距MIMO天线去耦方法研究。为满足5G应用需求,进一步分别设计了宽带天线阵列和近间距天线阵列,并基于上述的新型去耦方法和原理,设计了去耦结构加载实现宽带和近间距阵列中的端口间去耦。主要分析了三种新型去耦结构的加载效果,及它们各自对应的对于子阵内异极化耦合、子阵间相邻端口异极化耦合,以及子阵间非相邻端口异极化耦合的去耦机制,最终在阵元间距小于0.41个空间波长的情况下,实现了可覆盖n78频段的宽带去耦,可将所有端口间隔离提升至20d B以上,即切实可行地提高了宽带近间距双极化阵列的端口隔离。最后对提出的加载去耦结构的宽带天线阵列进行了加工测试,得到了良好的性能,验证了所提出的基于子阵-单元耦合能量抵消原理的新型去耦方法具有良好的宽带与近间距拓展性能。3.面向5G的MIMO相控阵天线的去耦方法研究。为满足5G相控阵宽角扫描需求,设计了一驱二模式的4×4宽带相控阵天线,并将上述提出的新型去耦方法拓展到该阵列中,实现了大范围波束扫描性能。在上述去耦方法的基础上,针对大规模阵列的拓展需求,提出了子阵中对称去耦结构,并分别在水平维、垂直维进行了阵列拓展加载,设计出了4×4宽带高隔离天线相控阵。所提出的去耦结构改善了阵列中多端口间的隔离性能,在匹配频段内实现了±65°大范围波束扫描,同时使得各个端口的有源回损性能得到了大幅提升,尤其是在大角扫描的馈源激励下,端口有源性能得以优化,阵列效率得到了提升。