微带低通滤波器在现代通信技术中占据着重要的地位,其性能的好坏对整个通信传输系统的稳定性影响甚大。本文主要围绕微带低通滤波器小型化与宽阻带设计研究展开工作,采用不同的方式设计了两种不同结构的微带低通滤波器,其仿真性能良好,满足了预期设计指标。论文首先阐述了微带滤波器设计的基本理论及HFSS-MATLAB-API库函数技术,为后续微带低通滤波器设计提供了理论支撑。其次,按照预设指标,在ADS仿真软件中设计了椭圆函数低通原型滤波器。由于其微带电路面积较大,经过电路改进得到符合设计指标且面积缩小47.7%的微带低通滤波器。随后又在HFSS仿真软件中设计基于并联枝节谐振单元的宽阻带微带低通滤波器,通过主传输线并联加载谐振单元引入传输零点,提高阻带衰减速率。为了降低通带内回波损耗及抑制寄生通带,采用端口加载单枝节匹配网络的改进方法实现了微带低通滤波器锐截止、体积小、回损小及宽阻带。同时利用谐振单元之间的交叉耦合,调整第一传输零点的位置,实现低通滤波器整体性能的优化。HFSS仿真结果显示,该低通滤波器截止频率为2GHz,过渡带十分陡峭,通带内最大回波损耗低于-20d B,插入损耗低于-20d B的阻带范围为2.36GHz～11.6058GHz。另外,利用HFSSMATLAB-API这个脚本接口,在Matlab中对低通滤波器编写程序,编译生成VBS文件,HFSS中运行该VBS文件即可自动生成三维模型,极大地提高了设计效率。滤波器最终尺寸为50mm×21.21mm,实物测试结果与仿真结果吻合。最后,为了得到更加小型化和宽阻带的微带低通滤波器,引入缺陷地结构(Defected Ground Structure,DGS)及缺陷微带结构(Defected Microstrip Structure,DMS)。深入分析了单个T型DMS与缺陷槽尺寸之间的关系,更进一步讨论了单个T型DMS加载哑铃型DGS的传输特性。利用微带线刻蚀T型DMS及哑铃型DGS的改进方式,在HFSS中设计了一个截止频率为2GHz T型DMS加载哑铃型DGS的微带低通滤波器。优化后的仿真结果显示:通带内最大回波损耗低于-15d B,阻带抑制低于-20d B的阻带范围为2.91GHz～14.86GHz,抑制度最大可达-60d B。滤波器尺寸仅为20mm×18.75mm,缩小了将近65%,且阻带得到扩宽。