无线通信技术的发展对微波元器件提出了更高的要求,现代微波元器件的设计朝着多频带、多功能、小型化的方向发展,越来越多的新理论新材料被发掘应用,而学科的交叉发展也为微波元器件的设计注入了新的思路和技术。本文围绕紧致型电磁带隙结构、可重构天线以及多模滤波器展开了一系列研究。本文主要工作包括以下几个方面：1.利用保角变换推导出了图钉型电磁带隙结构的准静态等效媒质模型,在其几何参数、等效媒质特性之间架设了一座桥梁,该模型充分考虑金属过孔对工作频率以及带宽的影响,分析计算结果与测量值之间吻合良好,证明了该模型的有效性。2.分析了微波测量系统中的二端口十二项误差模型,提出了波导测量时需要的校准设置。对电磁带隙结构的反射相位测量进行了研究,通过分析波导中TE10模的传播过程,揭示了波导法测量电磁带隙反射相位结果与周期单元模型仿真计算结果差异的原因。分析了波导法测量反射相位的误差原因,提出了如何利用波导测量方法验证电磁带隙结构相位特性。3.搭建了大型TEM波导测量系统,系统工作在C波段和X波段,工作频段从5.8GHz到12.4GHz。设计了TEM波导腔体结构和测试用馈源,对系统中的波进行了实验测量,结果表明该系统能够很好地支持平面波的传播。利用该系统测量了电磁带隙结构的反射相位,得到的相位结果与周期单元模型仿真计算结果吻合良好,说明了这一实验手段的有效性和准确性。该方法大大降低了测量电磁带隙结构反射相位的复杂度,是一种快速有效的测量手段。4.分析了表面波的传输条件。将电磁带隙结构加载在表面波天线的四周,改变天线的电流分布,使表面波天线工作在馈源天线的本征频率上,改善了天线的匹配特性,扩展了天线的工作带宽。5.设计了一种可重构电磁带隙结构,利用PIN二极管控制金属过孔和地板之间的连接,从而控制表面波禁带特性。将这种可重构电磁带隙结构加载在方形微带天线的周围,控制表面波的传播方向,实现了天线远场方向图的可重构。设计的天线波束可以在四个方向进行扫描,天线的增益达到了9.3dB。6.设计了一种方向图可重构天线。天线采用馈源加四个寄生单元的方式设计,通过选择不同辐射单元上的U型缝隙的通断,控制单元上的电流,使天线能够产生三种不同的远场方向图。利用H型缝隙设计了偏置电路,这种设计方式最大限度地减小了直流馈源对天线性能的影响。7.利用阶梯阻抗谐振器设计了一种双带带通滤波器,工作频率2.4GHz和5.2GHz,满足WLAN的需求。滤波器采用阶梯阻抗线抽头馈电,可以同时满足两个频带对外部耦合的指标要求,还能在高频端实现带外传输零点。将谐振器进行折叠从而大大减小了滤波器的面积,并实现源／负载和非相邻谐振器的交叉耦合,在低频端引入了带外传输零点,提高了带外隔离度。滤波器尺寸减小50%,满足了小型化的要求。