滤波器作为微波/射频电路与系统中的一个关键部件，具有频率选择传输的特性。同时无线通信应用迅速发展对滤波器提出“高性能、小型化、低成本、轻量化、高可靠”等发展要求，这成为目前微波滤波器的研究热点。本论文基于LTCC多层技术，对高性能小型化微波滤波器相关理论、结构进行了研究。本论文的主要工作如下：首先，针对滤波器高带外抑制的要求，在滤波器设计中采用交叉耦合结构，相对传统结构滤波器，可以用较少的阶数实现高选择性的传输响应。详细分析了交叉耦合滤波器模型和三种耦合结构，并阐述了两个设计参数：耦合系数和外部品质因数的提取流程。另外，交叉耦合滤波器可根据指标需要的不同实现对称或非对称的抑制，更加凸显了其高选择性的优势和设计的灵活性。其次，着重分析了滤波器小型化设计技术，主要针对LTCC多层技术、阶梯阻抗结构（SIR）及电容加载技术进行了系统研究。在第三章滤波器的实现中，为实现谐振器小型化，采用垂直交叉电容形式，在有限的面积内得到了较大的加载电容，进而设计了中心频率均为1.2GHz的交叉耦合滤波器A和B，其带宽分别为60MHz和200MHz，传输零点出现在高端的1.59GHz和1.73GHz。进一步设计了应用电容加载和SIR技术的LTCC交叉耦合滤波器C和D，分别应用于WLAN和WiMax频段。结合LTCC工艺，对LTCC介质介电常数和带状线线宽各自可能的变化进行了容差分析。应用仿真软件HFSS仿真和分析了滤波器的PCB测试基板对其传输性能的影响。最后，通过四川省高密度集成工程中心LTCC工艺线，完成了滤波器的制作和测试。其中采用SIR结构滤波器C的尺寸为2.37mm×5.68mm×1.23mm，验证了采用交叉耦合LTCC多层结构实现滤波器小型化的可行性。