滤波器是各种微波系统中必不可少的关键部件。随着无线通信技术的发展,器件往小型化、高性能、多功能、低成本等方向发展,滤波器的小型化使得谐振器Q值降低,滤波器的带内插入损耗和反射损耗增大,带内平坦性以及边带选择性由于边带圆滑效应而恶化。因此,本文研究并设计了基于较低Q值谐振器实现具有平坦通带、高选择性的平面有耗滤波器。另一方面,负群时延是指调制信号通过特定的有耗网络时输出信号的包络峰值可能会超前于输入信号的包络峰值,这并不违背因果性。负群时延电路可用于补偿各种系统中路径间时延的不平衡,可用于缩短或避免射频系统中的时延线、增强前馈放大器的效率、增加反馈线性放大器带宽等。因此,本文也研究了具有负群时延特性的平面有耗滤波器设计与实现方法。本文的主要研究工作和创新点归纳如下:(1)提出了两种能够分别实现含有正虚部和负虚数部的复耦合系数电路模型。基于六角形基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)谐振腔和提出的这两种电模型首次实现了一款含有复偶系数的三阶有耗耦合滤波器,其具有一个传输零点、非对称的响应以及均匀的Q值。加工测试结果与综合、仿真结果吻合,证明了提出的复耦合系数简化模型的有效性。(2)提出了一种基于高Q的SIW谐振器和低Q的微带谐振器的非一致Q滤波器,通过调节馈线结构增加微带谐振器辐射损耗以降低其Q值的方法,改善了其通带平坦特性。相比于电阻加载技术,提出的方法避免使用集总电阻,更适合于高频和大功率应用场景。(3)实现了一款紧凑的具有平坦通带和高选择性的非一致Q滤波器。设计中使用了两个双模微带谐振器,通过在对称面上加载电阻,可以恰当地减小谐振器奇模的Q值而保持偶模的Q值不变。推导了十分有效的设计公式。相比于均匀Q值滤波器,设计加工的滤波器具有更好的带内平坦性能和更宽的带宽。(4)提出一种结合预失真和非一致Q技术的混合方法,能够实现具有平坦通带的有耗滤波器。相比于非一致Q方法,提出的方法通过控制预失真的偏移量可以根据实际情况自由地调整所需要的Q值比。基于提出的混合方法,使用SIW和微带谐振器设计了一款具有平坦通带的四阶滤波器。(5)提出了一种具有指定负群时延和带宽的吸收式带阻滤波器的综合方法。通过在耦合线上加载电阻可以调节谐振器的Q值从而控制电路负群时延量。使用提出的设计方法,滤波器的关键参数在调试时不需要改动。(6)提出一种实现可调负群时延电路的新方法。可调电路基于挂载在四分之一波长枝节上的传输线谐振器,且其上加载着一个电阻以及两个变容二极管。本文设计滤波器能在具有稳定插入损耗的同时提供电可调谐的负群时延量。在以上研究中,样品的加工测试结果与仿真结果一致,从而验证了本文研究工作的有效性。