作为无线通信系统中的重要组成部分,高性能射频滤波器的设计显得尤为重要,多模滤波器在滤波器小型化、超宽带和多频带设计领域有重要意义,因此有必要对多模滤波器进行研究与设计。目前多模滤波器设计主要是从某一特定需求出发,将多模滤波器作为实现小型化、超宽带、多频带的手段进行研究。本文从多模谐振器入手,根据“多模”产生的机制,将多模滤波器技术分为两类:基于简并模的多模滤波器设计和基于高次模的多模滤波器设计,分别对两种类型的多模滤波器研究。针对基于简并模的多模滤波器,本文首先总结了基于简并模的多模滤波器设计方法,为多模滤波器设计提供依据;然后研究了不同微扰方式下的双模滤波器特性,对滤波器产生零点的原因给出解释;接着对传统意义上的双模滤波器提出改进措施,通过引入支节线加载进一步减小了双模滤波器尺寸;再者,本文对二阶级联的多模滤波器仿真设计,给出了两种不同形式的滤波器仿真结果。针对基于高次模的多模滤波器,本文总结其设计过程,并且设计加工了两款超宽带多模滤波器。本文的主要贡献包括以下几个方面:1、对多模滤波器进行分类,通过分析谐振器上的电压波函数分布特性,并且利用奇偶模分析法研究方环谐振器,归纳总结了基于简并模和基于高次模的多模滤波器设计方法,有一定的指导意义。2、分别研究了微扰形式不同、微扰位置不同这两种情况下的基于简并模的双模滤波器的传输函数特性;针对传统的双模滤波器提出改进方案,引入支节加载,在不改变双模特性的情况下,使得滤波器不仅能够具有调谐功能,而且进一步实现了小型化,小型化程度达到30%,加工测试了两款改进型双模滤波器。3、提出了一种二阶级联的多模滤波器,仿真设计了两款性能良好的多模滤波器。4、研究了基于高次模的多模滤波器,加工测试了两款超宽带多模滤波器,滤波器在3.1GHz~10.6GHz通带范围内性能良好。