随着现代通信技术的飞速发展,通讯设备的集成度也在日渐提高。通信射频前端系统对微波器件的高性能、小型化、一体化设计提出了更高的要求。在此背景下,对通信系统中的关键器件微波双工器开展高性能、小型化研究具有重要的意义。传统形式的金属腔体双工器因其较大的电路体积通常制约了射频系统的高度集成,迫切需要实现双工器的高性能、小型化设计;近年来,得益于材料研制技术的不断提高,陶瓷介质材料具备了较高的品质因数、极低的温度漂移系数以及多种可选的相对介电常数等优点,因此,基于陶瓷介质材料设计高性能、小型化的微波器件正受到国内外学者越来越多的关注。鉴于此,本文基于陶瓷介质填充谐振腔开展了高性能、小型化双工器的研究,通过采用共腔型的公共端口以及矩形陶瓷介质表面金属化的谐振腔处理方式,结合双工器综合理论,设计并实现了三款不同形式的双工器,本文具体研究内容如下:1.首先分析了双工器的研究背景及国内外研究现状,明确本文的工作意义。介绍了双工器的基本原理和相关的基本理论,包括双工器的基本原理和指标参数,微波网络理论,滤波器的传输函数以及滤波器和双工器的基本综合理论,为本文的研究工作奠定基础。2.其次,提出了一种基于陶瓷介质填充谐振腔的层叠型双工器设计。采用共腔型的公共端口处理方式和上下两层的谐振腔分布方式,结合耦合拓扑和技术指标要求,综合得到双工器的耦合矩阵,并建立ADS等效电路对耦合矩阵进行了验证。之后分析了谐振腔的模式特点和耦合方式,采用HFSS本征模对双工器的谐振腔和耦合窗的初始尺寸进行仿真,结合双工器的群时延响应特性,使用协同仿真的方法对双工器的全腔进行优化调试,所得双工器结构紧凑,性能优良,并实现了小型化设计。3.最后,提出了一种基于陶瓷介质填充谐振腔的折叠型双工器设计。采用共腔的公共端口处理方式和折叠型的单层谐振腔分布方式,结合更高的设计指标要求,完成了通带选择性能更加优良,结构更加简洁一体化的双工器设计,并进行了加工测试。之后介绍了双工器的交叉耦合理论,根据折叠型物理结构特点,引入了CQ型的交叉耦合结构,完成了双工器的优化设计,实现了更优的带外抑制特性和更高的通带隔离度。