随着现代通信技术的快速发展,5G通信已经进入人们的生活,其对无线通信系统各个组成部分的需求也越来越高。作为射频前端的重要组成部分,滤波器和天线的小型化、高性能与集成化已成为近年来的研究热点。多频带滤波器可以实现信号在多个通带同时工作,与其他的多通带滤波器技术相比,利用多模谐振器来进行滤波器的设计具有低插损和小尺寸等优点。为了实现射频前端的集成化设计,采用滤波器与天线的融合设计方法设计出的滤波天线同时具有滤波和辐射特性,缩小了整体电路的尺寸。本论文以本人攻读硕士学位期间所参与的课题和基金为基础,对多频带滤波器和滤波天线的设计进行了系统的研究。主要内容如下:(1)研究分析了基于1/4波长开槽型双模谐振器进行的双通带滤波器的设计方法。该谐振器由一个单端短路1/4波长均匀阻抗谐振器改进而成,通过在谐振器的开路端引入一个纵向槽缝,从而产生一个新的谐振模式。采用奇偶模分析法对该谐振器的等效电路进行分析,通过分别改变谐振器的长度和开槽的深度,可以独立控制两个谐振模式的中心频率。在两个谐振器之间引入交指结构产生新的传输零点,提高了通带的选择性。最终设计出的双通带滤波器工作在5G通信频段:3.5GHz和4.9GHz,仿真和测试结果表明该双通带滤波器不仅实现良好的工作性能,而且实现了小型化的设计。(2)提出了一款枝节加载阶跃阻抗谐振器,并利用它设计了一款三通带带通滤波器。首先对该谐振器的等效电路进行了分析,分别计算出其输入导纳,计算它们的谐振条件。通过调节阻抗比K和电、这些关键参数,初步确定物理尺寸,然后在谐振器分析的基础上,确定了滤波器的物理结构,设计出工作在GPS和5G通信频段的三通带滤波器,并对滤波器三个频带的耦合系数和外部品质因数进行了分析,最后通过仿真软件优化,确定了滤波器的最终物理尺寸,实现了三通带滤波器的设计。(3)采用中心谐振频率独立可控的两阶双模谐振器实现电路的滤波特性,并结合微带-槽线馈电的宽带Vivaldi天线,设计出应用于5G通信频段的双频带滤波Vivaldi天线。该滤波天线在工作频段内具有良好的辐射特性,两个频带之间产生了一个辐射零点,两个频带内的增益可以分别达到6.5d B和4.5d B。