随着无线通信系统升级换代,射频前端器件的设计尺寸被进一步压缩,但是整体性能要求不断提高,因而传统单个功能器件已经不能够满足设计要求。滤波天线和双工滤波天线等新型多功能器件不仅可以将多种功能器件融合到一起,而且在减小尺寸的同时增益和频率选择方面特性得到提升。本文中滤波天线的研究主要以多模贴片天线为基础,充分利用其不同模式特性并结合加载技术,完成高增益和多辐射零点的滤波天线设计。本文的主要工作与贡献包含以下两个方面:首先提出了高次模滤波天线设计方法,解决了贴片天线主模工作增益低的问题。通过贴片天线的模式分析,有效抑制了TM₀₃模式周围存在的偶次谐波。为了得到低副瓣水平和滤波特性,提出了不引入额外电路仅采用缝隙加载技术的解决方案。并提出了该模型的等效电路模型,对每个结构进行了拟合分析,得到其端口特性为更多功能器件的融合设计奠定了基础。测试仿真结果高度一致充分证明了该设计方法的有效性。相对于其他文献中主模工作的滤波天线,高次模滤波天线具有更高增益的特性,单个天线增益达11.86 dBi。其次为了提高滤波天线的频率选择性,提出了一款具有多辐射零点的双工滤波天线。通过多模贴片天线和多模谐振器的模式的分析,得到了每个模式的场分布。进而深入讨论了不同的模式激励,奇模激励情况下在工作频带内形成两阶滤波器,因此提出等效模型并结合耦合矩阵理论进行综合设计,偶模激励情况下在边带上形成辐射零点。同时分析了两个通路产生传输零点的产生原理。从测试结果和与其他文章中的设计对比可见,本文中的双工滤波天线具有多辐射零点和多传输零点的主要优势。由此可见,高次模滤波天线为高增益设计提供了新的思路,多辐射零点双工滤波天线在提升滤波特性同时额外集成双工器功能。此外本文中辐射零点都可单独控制,因此本文设计同样可应用到其他频段,增加了在通信系统中的应用范围。