微波滤波器是各类微波系统的重要选频器件。目前,滤波器的结构变得越来越复杂,运用已有的方法设计这类复杂结构的滤波器存在着较大的困难,这就制约了滤波器的进一步发展。因此,研究一种针对复杂结构滤波器的设计方法具有很强的现实意义。本文的研究是围绕着如何实现复杂结构滤波器的快速设计而展开的,对耦合矩阵的综合理论、滤波器的诊断技术、滤波器等效电路模型的建立,以及基于神经网络的空间映射方法作了深入的研究,提出了一种基于耦合矩阵诊断的滤波器设计方法。本文的主要研究内容如下:首先,系统的介绍了耦合矩阵的综合理论和滤波器的诊断技术。一方面,介绍了耦合矩阵综合的分析法和优化法,它们是设计耦合谐振腔滤波器的基础。另一方面,介绍了三种分析法诊断技术和一种优化法诊断技术,它们可以用来提取滤波器的耦合矩阵。其次,提出了一种建立滤波器等效电路模型的精确方法,该方法对传统的等效电路模型建立方法进行了改进,即加入了FIR(frequency-invariant reactance)元件。建立的等效电路模型可以用于滤波器的参数提取,从而确保了参数提取的准确性。本文运用了两个例子对提出的等效电路模型建立方法进行了详细的论证,证明了该方法的合理性。然后,提出了一种基于神经网络的空间映射方法,该方法可用于滤波器的设计,特别是在结构复杂的滤波器设计上显示出了巨大的优势。另外,针对如何选取样本点的问题提出了一种全新的样本点选取方法,该方法可用于神经网络建模时训练样本和测试样本的选取,确保了样本点选取的合理性,从而能够利用选取的样本得到正确的映射。本文通过举例验证了提出的样本点选取方法的合理性。最后,提出了一种基于耦合矩阵诊断的滤波器设计方法,该方法将滤波器的诊断技术与基于神经网络的空间映射相结合,用在了滤波器的设计上。提出的滤波器设计方法是根据实物测试的响应曲线进行设计的,避开了使用电磁仿真软件进行优化或者验证,这与以往的滤波器设计方法有着很大的区别。同时,该方法是一种普适的设计方法,尤其是在复杂结构的滤波器设计上显示出了巨大的优势。本文以SIW(substrate integrated waveguide)滤波器为例对提出的设计方法进行了充分的验证,证明了该设计方法的有效性。