无线通信技术的发展,各种新技术不断涌现,多种通信制式并存,对微波滤波器的设计提出了新的挑战。为了应对拥挤的频谱资源,使多个通信模式能够同时工作,多通带、宽带滤波器成为研究热点。另一方面,小型化、低损耗、低成本、高性能成为当前通信系统的普遍要求,这就促使研究人员不断追求高性能和小型化的新型滤波器。近年来,多模谐振器由于其本身具有的小型化、高性能等特性被广泛应用于多通带和宽带滤波器设计中。本文的主要工作是系统的研究了多模谐振行为,详细地分析了多模谐振行为产生的机理。在此基础上,提出了非对称枝节加载谐振器和阶梯阻抗枝节加载谐振器,对它们的谐振特性和耦合特性做了详尽的分析,并将其应用于多通带和宽带滤波器的设计中。最后,基于多模谐振器提出了两种新型双工器的设计方法,并加以实现。本文的主要工作包括以下几个方面:1.系统的研究了多模谐振行为的产生机理,形成了统一的多模谐振理论。在此基础上,从位置和形状两个方面提出了两类新型多模谐振器——非对称枝节加载谐振器和阶梯阻抗枝节加载谐振器,并对其谐振特性做了详细分析。2.系统的研究了滤波器的耦合馈线形式,对边缘耦合馈线、抽头馈电和源与负载耦合馈电结构进行了详细的分析,从电路角度分析了其对滤波器带内性能的影响,推导出了传输零点产生的条件。为后续章节及工程设计滤波器、多工器提供了可靠参考。同时,也对其他形式的馈电耦合形式进行了分析。3.基于对非对称枝节加载谐振器的谐振特性和耦合特性的分析,设计了一款小型化、宽阻带的三通带滤波器。总结并提出了设计该类滤波器的一般步骤及方法,同时,应用非对称短路枝节加载谐振器设计了新型高带外抑制的三通带滤波器加以验证。最后,提出了分裂模式和抑制频率的方法,并设计了结构紧凑性能优良的双通带滤波器。4.基于阶梯阻抗加载枝节谐振器提出了四种多通带滤波器设计方法,通过奇偶模分析方法对其谐振特性和耦合特性做了详细的分析。利用阶梯阻抗枝节加载谐振器的特点,设计了高选择性的双通带滤波器;采用多径嵌套技术设计了高带外抑制的三通带滤波器;提出混合谐振器并设计了结构紧凑、性能优良的三通带滤波器;最后结合长耦合线采用源与负载耦合的方法设计了一款小型化的宽带滤波器。5.基于双频阻抗变换技术和基于双频滤波器匹配网络法提出了两类多工器的设计方法。系统的研究了双频阻抗变换技术和匹配网络技术,提出了可行的设计方法,并将其应用于双工器的设计中。这两类方法均可以延拓至多工器的设计中。