随着无线通信技术的快速发展,不同频段和功能的通信制式不断出现,我们现面临多种通信系统并存的问题。因此为了满足人们多样化的通信需求,无线通信系统向着多频段,多标准和多功能融合的方向发展是一个必然趋势。针对无线通信系统多标准、多功能融合、小型化和低功耗的发展需求,本文基于广义切比雪夫滤波器传输函数、耦合矩阵的综合理论,多模谐振理论以及奇偶模分析方法,设计了基于金属腔体、印刷电路板和CMOS工艺的滤波器。主要创新点如下:1.基于广义切比雪夫滤波器传输函数和耦合矩阵的综合理论,设计并实现了一款双频合路器。该合路器的滤波器单元采用同轴谐振腔结构,具有高Q值和高选择性。合路器采用背靠背式的公共端口,减小了单元滤波器之间的相互干扰。最后通过柯西法提取参数,对合路器进行调谐优化。测试结果显示该合路器的两个通道的频带范围分别为1710-1880MHz和1920-2200MHz,带内插入损耗分别为0.7dB和0.55dB,通带回波损耗优于23dB,通带间的隔离度大于34dB。2.基于多模谐振理论,提出了阶梯阻抗短路枝节加载的折叠多模谐振器结构,基于该结构实现了小型化高选择性的超宽带滤波器的设计。折叠结构引入的交叉耦合以及并联短路枝节分别在通带两侧产生传输零点,提高了滤波器的选择性。测试结果表明:滤波器相对带宽为111.5%,平均插入损耗为0.8dB,回波损耗优于13dB,两个传输零点分别位于2.0GHz和12.2GHz处。3.提出了一种双短路枝节加载的复合左右手传输线单元结构,并基于该单元结构和反耦合线实现了两款小型化和高带外抑制特性的超宽带滤波器设计。平衡态的复合左右手传输线结构能够提供超宽通带,级联反耦合线可有效改善通带性能,同时抑制上阻带谐波。测试结果表明:两款滤波器的相对带宽分别为113.9%和110.9%,平均插入损耗分别为0.8dB和0.7dB。两款滤波器分别在14-30GHz和11.4-30GHz的频带范围内拥有抑制度大于20dB和18dB的宽阻带。两款滤波器结构紧凑,尺寸分别为14.4mm×10.2mm和7.4mm×6.4mm。4.面向多功能系统的毫米波通信设计要求,提出了一种基于三线耦合结构的谐振器,并基于该谐振器实现了小型化高选择性的毫米波带通滤波器设计。交叉耦合和短路枝节线在通带两侧各产生一个传输零点,提高滤波器的选择性。测试结果表明:该滤波器中心频率为60GHz,插入损耗为2.03dB,通带内回波损耗优于21dB。两个传输零点分别位于18GHz和100GHz处。滤波器整体尺寸为267μm×376μm。