作为新一代无线通信系统中最为关键的技术之一,MIMO无线传输技术能够在不增加带宽与功率的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱效率,有着巨大的潜力和发展前景,是充分利用空间资源以提高频谱利用率的必然途径。MIMO系统大容量的实现和系统性能的提高都极大程度上依赖于MIMO信道特性,因此,建立精确的传输信道模型对MIMO系统的研究至关重要。当前常用的MIMO信道模型主要包括统计性模型、确定性模型和介于两者之间的参考模型三类。其中,统计性模型并不包含天线增益等物理参数的信息,并且较大程度上依赖于测量设备,无法将信道与测量设备对信号传输产生的影响分离开来。本文以电磁理论为基础,结合微扰法的基本思想,推导出一般散射环境下信道矩阵参数的解析解。以偶极子天线为例,分别计算其在自由空间和散射环境下的信道矩阵,并与软件模拟仿真得到的数值结果相对比,验证了该理论的正确性。通过对比自由空间与散射环境下SISO和MIMO系统的信道容量,研究系统容量与天线性能及传输环境间的关系,为更好的设计天线系统、提高通信系统的整体性能提供了理论依据。本文还介绍了用微扰法的基本思想研究散射环境下天线输入阻抗的基本方法,并以常见的偶极子天线和微带天线为例,通过FEKO软件模拟仿真验证了该方法研究散射环境下天线输入阻抗的可靠性与准确性。此外,作为近年来的研究热点问题,介质参数测量一直是业界倍受关注的重要课题。本文介绍了一种新的介质参数测量技术,为介质材料的测量提供了新的思路。该方法以微扰法的基本思想为依据,通过测量自由空间(无介质样品)和散射环境(有介质样品)下天线输入阻抗的变化,反演推出介质样品的介电常数、介电损耗及磁导率等相关参数。同时,引入准静态近似场,为较大介电常数的介质材料测量提供了理论依据,进一步扩展了该方法的使用范围。文中以常用的微带天线为例具体说明了使用该方法计算材料介质参数的一般过程,实验结果表明该方法能够取得较高的测量精度。与传统方法相比,该方法系统简单、计算方便,可以在开放空间中进行,且对散射体没有破坏性影响。