随着5G毫米波频段的无线通信系统的快速发展,滤波器及双工器作为能够有效过滤无用信号的电子器件,在射频收发系统中起到必不可少的作用。目前,由于毫米波频段的应用,频谱划分越来越密集,无线通信系统开始强调多频段应用,因此双频乃至多频带器件逐渐引起研究者们的关注。双频带滤波器是在典型的单频带滤波器结构的基础上构造两个连续且处于不同频段的通带。双工器能够在隔离发送信号和接收信号同时保证收发两通道同时正常工作。因此具备通带性能优秀,高设计灵活性,小型化等优点的双频带滤波器及双工器得研究是目前射频领域的重点。传统的微带线及波导结构被大量应用在双频带滤波器及双工器的设计中,这种器件损耗低,加工方便,然而存在尺寸较大,难以与平面电路集成,高频特性较差的问题。由吴柯教授团队提出的基片集成波导（SIW）继承了传统波导的高Q值、低成本等特点,并且具有结构紧凑,尺寸小,易于集成等优势,在毫米波频段表现出优秀平稳的滤波特性,被研究者们广泛应用于双频带滤波器及双工器的设计中。本论文首先针对基于SIW的双频带滤波器提出相关设计方案,提出了两种基于SIW的双频带滤波器,第一种是基于传统正方形SIW谐振腔的垂直集成多层双频带滤波器,在中层金属板设置电耦合窗引入上下级间耦合保证能量传输,同时高次模耦合能实现额外传输零点,通过旋转输出馈电端口可实现不同的滤波特性。第二种是基于等腰三角形SIW谐振腔及其在双频带滤波器中的应用,该滤波器具有4阶广义切比雪夫响应,高次模级间耦合在第二通带上下边频处各产生一个传输零点,腔内设置多种扰动元件能够独立调控两个通带的中心频率,两种双频带滤波器皆具备小型化和优秀通带性能的优点,同时具备多个传输零点。随后为实现小型化和多通道的需求,本文合成了两种基于SIW的双工器,其一为消除耦合谐振器的垂直集成双工器,公共金属面为天线端口,该双工器的接收发射通道中心频率分别为25GHz和29GHz,通过不同的耦合窗实现上下两个通道的能量传输,大幅度减小了电路面积占用,同时两个滤波器应用的模式不同,通道互扰较小,提高了隔离度。其二为应用于5G毫米波频段的双频带双工器,该双工器具有4个通带,互扰相比传统双工器更大,为此提出一种新型圆弧状非对称的T型耦合谐振器实现通道独立匹配,4个通带中心频率分别处于27.8,29.5,36.5及39.7GHz,通带性能优秀,隔离度高,适用于多通道无线通信系统。