近些年来,由于移动通讯技术为了满足市场的需求而得到了飞速发展,这不仅增大了对微波／射频滤波器的需求量,更对滤波器的性能提出了更高的要求,这些要求包括：高效的滤波特性、尺寸的小型化、重量的轻型化和制作的低成本。本文主要针对当今无线通信电路中的微带滤波器小型化、高性能滤波特性技术的研究,首先从传统的微带线滤波器设计出发,通过分析说明构成滤波器的传统均匀阻抗谐振器(Uniform Impedance Resonator, UIR)的设计尺寸较大和传输电特性存在杂散频率响应的缺点,引入具有更小尺寸和能移开杂散谐振频率的阶跃阻抗谐振器(Stepped Impedance Resonator, SIR)。并对不同的SIR作了详细的分析和比较,同时说明为了进一步减小SIR微带滤波器的尺寸,实现滤波器的小型化,需将半波长的SIR谐振器进行折叠产生内部耦合效果,这同时提高谐振器的可靠性和降低制作成本,文中提出了一种改进型发卡内部耦合SIR,此谐振器具有低通滤波的特性,并给出其对应的等效电路图。通过分析仿真出的传输特性图发现：这种发卡内部耦合SIR的优点是具有高的衰减陡度,缺点是阻带宽度不够。为克服发卡内部耦合SIR电学特性的不足,引入缺陷地结构(Defected Ground Structure, DGS)。本文另一部分详细介绍了能够实现滤波器小型化和高性能滤波特性的另一种有效的构造法：缺陷接地结构(DGS),它是利用在微带线接地面上刻上一些周期性或非周期的缺失达到改变电磁波在微带线上传播特性的一种结构。文中对当前主流的一些具有代表性的DGS进行较为深入的研究,探讨现存DGS等效电路的实用性,重点分析和研究了经典哑铃形DGS和U形DGS的性能。本论文主要展开以下工作：(1)提出了一种对称发卡内部耦合SIR的新型结构,并推导了其集总参数等效电路。这种谐振器结构简单、容易制作,构成滤波器时具有结构紧凑、高衰减边沿陡度的优点,其传输特性等效三支路椭圆函数低通滤波器。其缺点是阻带宽度窄,虽然能通过改变微带线的结构尺寸能适当扩大阻带的宽度,但却牺牲原来高边沿衰减陡度的特性。(2)介绍双等边U形DGS,这种结构具有双有限衰减极点的特性,并通过合理调节内部和外部的U形空缺的边长控制两衰减极点的位置,用这种结构单元周期性排列起来制作可控衰减频率极点位置的低通滤波器,从而尽可能的抑制寄生谐振频率达到扩展低通滤波器阻带宽度的目的。通过微波仿真软件HFSS仿真模拟了通带为0-2.5GHz,通带衰减低于1.5dB,阻带衰减低于20dB的频率可达到11.21GHz。整个滤波器尺寸80mm×22mm(长度×宽度)。(3)在对称发卡内部耦合SIR的基础之上,引入传统哑铃型DGS设计了结构紧凑的低通滤波器。在此滤波器设计中,成功地应用了DGS的带阻特性和发卡内部耦合SIR结构的高边缘衰减陡度特性,得到了结构紧凑、性能优良的低通滤波器。通过微波仿真软件ADS和HFSS仿真模拟并实际制作了通带为0-2GHz,通带衰减小于0.5dB,在2.42GHz处就能达到20dB的衰减,衰减低于20dB的阻带频率范围为2.42GHz-8.04GHz,阻带最大抑制达42.19dB的低通滤波器。整个滤波器的尺寸为20mm×13.83mm(长度×宽度)。