在民用通信领域,随着无线通信技术的演进,针对不同应用场景,多种模式、不同标准的通信方案被提出,这要求通信设备具有兼容多种通信模式的能力。在军用电子领域,为了适应当代信息化、智能化战争,这需要作战平台集成通信、雷达、电子战等多种功能。然而,工作于不同模式的电子系统间相对独立,这导致设备电路冗杂,体积大。一体化电子系统是解决这一问题的有效方案,通过调谐电路组件工作频率,重构电路组件工作模式,以复用射频电路里的部分模组,达到减小系统体积,降低系统成本的目的。微波滤波器是电子系统中核心部件之一,在射频前端中被广泛的使用。可重构滤波器技术是实现一体化电子系统的关键技术。在射频前端中,使用可重构滤波器代替传统具有固定频率的滤波器组,可以有效降低系统体积,使得系统在不同工作模式间灵活切换。另外,集成多种功能的滤波器,如移相滤波器,功分滤波器等,可以进一步减小系统体积,降低系统成本。围绕电子系统对多功能可重构滤波器的需求,本文对一体化电子系统中的重构滤波理论和应用开展了研究,提出了一系列新的滤波器耦合矩阵优化提取方法,并且设计了多种多功能可重构滤波电路,包括可重构移相滤波器,可重构移相双工器,可重构巴伦滤波器,可重构单端至平衡功分滤波器、可重构平衡式无反射滤波器以及超宽带可重构带阻滤波器。本文的具体研究内容包括以下四个部分:1.针对射频系统中因移相器和滤波器独立使用,而导致系统集成度较低的问题,提出了一种可重构移相滤波器设计方法。本文从滤波器耦合矩阵入手,对滤波器幅度响应和相位响应间的关系进行了深入研究,建立了相应的数学模型,提出了获得具有指定相位和幅度响应的耦合矩阵方法。然后,通过研究滤波器耦合矩阵特定元素与滤波器传输相位的内在联系,提出了一种扩展移相滤波器相位调节范围的方法,实现了360°相位调节范围。经测试,所设计的电路可以在0.65GHz-0.86GHz的通带调节范围内实现传输相位的自由控制。进一步地,针对移相滤波器在调谐过程中,谐振器间频率依赖耦合特性不便控制的问题,提出了一种新颖的耦合矩阵优化提取方法。本文从具有频率依赖耦合特性的电路拓扑入手,给出了一种结合电路元件值的耦合矩阵表示形式,研究了相应的优化提取方法,实现了在不改变谐振器间磁耦合的前提下,对滤波器传输相位进行调节的效果。经测试,所设计的电路可以在0.6GHz-0.71GHz的通带调节范围内实现大于175°的相位调节范围,并且在工作频率和传输相位调节的过程中,通过频率依赖耦合特性引入了额外的传输零点,提升了滤波器的抑制度。最后,研究了基于端口加载非谐振结点的移相滤波器设计方法,实现了具有指定频率和相位响应的移相双工器设计。2.针对射频系统中因滤波器,功分器,巴伦分立使用而导致系统集成度低的问题,提出了一种多功能可重构单端至平衡滤波器设计方法。本文从多端口微波网络分析方法入手,首先研究了一种具有对称结构的五端口网络,分析了在不同工作模式中,该对称网络在奇偶模激励条件下所应具有的响应,并给出了相应结论。然后提出了一种电路结构,通过调节电路中谐振器等效电长度和谐振器级间耦合,并改变端口端接情况,使其能够满足不同工作模式中所需要的条件。通过测试,电路可以在不同的工作模式间切换,包括单/双通带巴伦滤波模式,单/双通带单端到平衡滤波模式,且在各工作模式下,电路的通带中心频率都可以自由控制。3.针对传统滤波器在使用过程中,被反射的带外信号引起前级非线性电路不稳定的问题,提出了一种宽频无反射平衡式可重构滤波器设计方法。本文从平衡式电路工作原理入手,首先研究了四端口平衡式滤波器在奇、偶模激励情况下电路工作特性,分析了端口输入阻抗与工作频率的关系,然后提出了一种可以端接在滤波器输入输出端口的有耗吸收网络。所提出的无反射平衡式滤波器可以达到共模和差模信号同时具有宽频带无反射的特性。经测试,所设计的一阶无反射可重构滤波器通带中心频率可以在1.6GHz-1.9GHz间灵活调节,且差模信号回波损耗在直流至3.5倍中心频率范围内优于9.5d B,共模信号回波损耗在直流至2.3GHz范围内优于10d B。进一步地,为了增加滤波器的选择性,提出了一种任意阶数无反射滤波器设计方法。经测试,所设计的一阶、二阶、三阶平衡式滤波器响应均具有宽频带共模/差模信号无反射特性,与理论预期符合。4.针对一体化射频前端系统中对干扰信号自适应抑制的需求,研究了超宽带可重构带阻滤波器模组设计方法。本文从带阻滤波器基本原理入手,首先对适用于不同频段的可重构滤波器拓扑开展了研究。然后,针对在高频段,分布式电路尺寸过小,不便进行电路实施的问题,提出了一种提升电路工作频率的方法,接着对模组的自动控制方法进行了研究,实现了模组频率的自动控制。最后加工制作了两款可重构带阻滤波器模组,经测试,两款带阻滤波器模组频率调谐范围能分别覆盖0.1GHz-3GHz和2GHz-18GHz,且均可通过计算机对其工作频率进行自动控制。