多工器是现代通信系统中必不可少的微波器件。简单的可认为多工器是由多个滤波器组合而成，多工器含有多个频段，且频段间相互毗邻，在通信过程中谐波或杂模“落入”相邻通道中以及由其产生的互调都会形成不必要的干扰，严重影响通信质量，因而提高收发以及其他信道之间隔离度是多工器设计的重点，同时也是难点。而在多工器的设计过程中，由于目前全波仿真软件的效率较低以及调试的复杂性都制约了多工器的设计，故建立一种精准模型模拟仿真和调试环境，采用一种严谨的方法修正仿真模型和调整调谐元件都显得十分必要。本文为了解决上述问题做了如下工作：　　第一，基于腔体模型，利用场结构以及模式分布研究腔体的谐振。利用单腔模型分析腔体中电场和磁场的分布情况以及调谐杆尺寸对腔体谐振和储能的影响。通过双腔模型，研究腔体的调谐对相邻腔体的影响以及耦合结构对所连腔体的谐振所带来的变化。端口关乎整个结构的性能，采用群时延结合腔体谐振的方法对其所产生的影响展开具体的研究。公共端口和通道首腔的设计对多工器通道隔离至关重要，因此基于四通道双公共腔模型对其做具体分析。为多工器的设计提供理论支撑。　　第二，针对多工器设计优化变量较多以及结构的复杂性，采用改进的柯西法和遗传算法进行空间映射，将物理模型空间和理论等效模型空间联系起来，实现耦合参数的快速提取，通过提取耦合参数、计算误差的方式修正多工器物理模型，从而提高设计的效率。并为多工器和滤波器的自动化设计以及智能化硬件快速调试平台奠定基础。　　第三，基于前面的研究成果设计一款同轴腔体多工器。该多工器含有九个频段，采用双带通形式，并对通道重新分布，最终呈现为五工器形式。　　多工器是通信系统中的重要组成部分，其通信信道的隔离度以及多工器超宽带结构是设计的难点，其内部场和模式的研究对设计和调试都是必要的，结合本文提出的基于空间映射法模型能够很好的解决上述问题，为多工器的设计带来方便。