滤波器作为无线通信系统的重要组成部分,其性能直接影响着无线通信系统的优劣,因此提高滤波器的性能具有重要意义。在传统滤波器设计过程中,电容和电感的理论计算值和实际元件标称值不一致,这使得采用近似值元件制作出来的滤波器中心频率和带宽与理论设计值偏差较大,滤波器插入损耗较高。另外在滤波器设计时,需对多个参数要求进行考虑,如需得到最优解,运算量大,传统的方法已经无法满足滤波器优化的要求。群时延和回波损耗是滤波器的重要技术指标,群时延失真将会引起码间串扰、误码率增加以及信噪比恶化等一系列问题;传统滤波器将阻带信号返回信号源,回波损耗小,该反射信号会产生互调干扰、增益波动等影响系统性能的问题。负群时延（Negative Group Delay,NGD）电路在实现高性能宽带无线通信系统时体现出了较强的竞争力,负群时延电路应用在带阻滤波器中,将改善带阻滤波器的群时延性能,减少群时延对系统的影响。无反射滤波器可增大回波损耗,消除传统滤波器的阻带反射信号对系统造成的不良影响。针对以上问题,论文对集总参数（Lumped Component,LC）滤波器进行研究,所取得的主要创新成果如下:（1）提出了一种LC带通滤波器优化设计方法,通过诺顿变换、π-T变换以及插入变压器等方法,解决了元件理论计算值与实际元件标称值不一致的问题,实现了用实际元件设计滤波器。仿真结果表明,所提出的方法减小了滤波器插入损耗,具有较强的实用价值。（2）提出了一种改进的NSGA-II算法,改进了NSGA-II算法中群体的多样性和全局搜索能力,给出了在Pareto解集中寻找满足要求的最优解算法。在5阶低通滤波器优化实例中将截止频率由初始的45.6 MHz优化到了设计要求的50 MHz,优化后的滤波器实际电路比优化前的插入损耗改善了约2.5 d B。这表明所提出的改进优化算法可以有效地进行滤波器的优化。（3）提出了一种多功能新型NGD电路,在电容、电感、电阻取值不同时,电路具有带通、高通、低通等三种不同的负群时延,可用来扩展滤波器的功能。给出了该电路实现三种负群时延的理论分析,设计实现的带通、高通、低通负群时延电路的负群时延测试值分别是-2.7 ns,-20.5 ns,-2.2 ns,插入损耗约3.5 d B,实物测试结果和仿真结果表明,提出的负群时延电路的负群时延绝对值大,插入损耗低,可用于负群时延滤波器的设计。（4）提出了一种具有NGD功能的带阻滤波器,在通带内可以实现带通、高通、低通等三种不同的负群时延功能。设计并制作了具有带通负群时延特性的带阻滤波器,在231 MHz处负群时延值为-5.9 ns,插入损耗约为3.5 d B。测试结果说明,提出的带阻滤波器在通带中实现了负群时延,具有较小的插入损耗。（5）提出了一种无反射LC滤波器的设计方法,在传统滤波器的输入端加入无反射电路,扩展了滤波器的功能。设计并实现了无反射双频带通滤波器,在中心频率39 MHz和101 MHz处,插入损耗分别为1.9 d B和1.4 d B,两个通带的回波损耗分别优于20.6 d B和18.1 d B。仿真结果与实测结果具有良好的一致性,较传统滤波器的回波损耗增大了10 d B和4.3 d B。测试结果表明,所设计的无反射双频带通滤波器具有较大的回波损耗。