随着移动通信的飞速发展和微波电路的高度集成化,作为通信系统关键部件的滤波器也要求向高性能、小型化的方向发展。本文主要针对平面微波滤波器的小型化和高性能进行了较广泛的研究,结合缺陷地结构(DGS)、缺陷微带结构(DMS)、分形结构、互补开口环结构CSRR等一些新技术,提出了几种新型的低通、带通、带阻滤波器。并用有限元法对其中的微带滤波器做了分析研究。论文在简述了电磁场的基本理论和有限元方法(FEM)基础上,主要完成的工作和创新内容包括以下四个部分：第一,在分析哑铃形DGS的基础上,提出了补偿环型DGS带通滤波器。在分析分形理论的基础上,提出了基于一次迭代,二次迭代Koch岛分形DGS,也提出了方形Φ和圆形ΦDGS,将这三种DGS和H形枝节结合形成低通滤波器。同时提出了蛇形DGS,并且根据该结构设计了有两个传输零点的带阻滤波器。本章研究了所提出结构谐振特性随参数的变化,仿真结果和测试结果。仿真结果和测试结果基本上一致。第二,在研究DGS的基础上,详细研究了三种新形DMS的阻带特性以及其与DGS的区别。DMS更容易和有源微波电路集成,同时避免了电磁波从接地板的辐射。设计了三种DMS并用基于有限元方法的软件HFSS分析了谐振特性,在此基础上还设计了一类DMS的带阻滤波器。这三种DMS的带阻滤波器均具有较好的带阻性能。仿真结果和测试结果基本上一致。其中两种结构的带阻滤波器有两个传输零点,另外一种结构的带阻滤波器有一个传输零点。第三,在分析三角形贴片滤波器的基础上,将分形结构应用于双模微带贴片滤波器的设计中,分别设计了一类分形结构的正方形带通滤波器和一类分形结构的正六边形带通滤波器。分形结构能够更好得激励简并模的藕合,改善通带特性。同时,正六边形滤波器的通带两侧均出现衰减极点,极大得提高了滤波器的频率选择性。分形结构还能降低滤波器原有的谐振频率,有利于实现滤波器的小型化。最后,讨论了用于开发人工异向介质材料的重要组成单元：金属开口环(SRR)和互补开口环谐振器(CSRR),研究了它们的谐振特性。同时将CSRR用在微带面上,其有两个谐振频率,利用该谐振特性设计一类带通滤波器。同时利用CSRR based也存在两个谐振频率的特点设计了一类带通滤波器。本文给出了所设计滤波器的仿真结果。CSRR和CSRR based充分利用电场进行有效激励,降低了谐振器的谐振频率、实现了通带性能。在此基础上设计的两类一维互补开口环谐振器带通滤波器均具有较宽的通带性能和较好的阻带特性。