多输入多输出(MIMO)技术在提高频谱利用率和通信能力方面均有很大优势,因而得到了快速的发展和广泛的应用。研究表明,毫米波MIMO通信极具发展潜力并有广阔的应用前景。本文主要针对降雨环境下,由于雨滴粒子散射作用所导致的毫米波MIMO通信系统阵元天线间的互耦特性进行研究。首先介绍了降雨的物理特性和电磁特性:包括雨滴的形状、大小、降落速度等,降雨量及降雨强度的概念和常用雨滴谱,以及水的介电特性。其次,分析了降雨对毫米波的散射和衰减特性,介绍了单粒子散射的计算方法和群粒子散射理论,研究了西安地区的降雨分布及降雨衰减特性。最后,首次提出了毫米波MIMO系统散射互耦的问题:介绍了MIMO通信系统,讨论了阵列天线互耦,分析了互耦对MIMO系统的影响,给出了毫米波MIMO系统散射互耦的产生机理并给出了计算理论方法,并以抛物面天线为例计算了降雨环境中抛物面阵元之间天线互阻抗特性,给出了仿真结果,并且讨论了互阻抗随天线距离和降雨率之间的变化关系。本文的研究结果对于分析大气水凝物对毫米波MIMO系统的信道特性及通信性能具有重要的理论意义的实用价值。