21世纪移动互联网和网络多媒体技术的应用普及刺激了无线通信的演变和发展，能同时兼容多种通信标准并提供高质量通信的多频及宽带通信系统成为未来无线通信发展的必然。作为通信系统中的重要器件，多频及宽带滤波器的研究显得愈发重要。本文基于平面微带传输线，主要研究了高性能多频及宽带滤波器的设计实现方法，包括多频耦合结构、枝节加载双模谐振器及多枝节加载多模谐振器，此外，本文还研究了能够和差分电路无缝连接的差分滤波器及天线等。本文研究课题主要创新工作内容有：（一）创新性地提出了新型的多频耦合结构，设计各通带频率及带宽独立可控的多频滤波器。该多频耦合结构中，多频特性由多组谐振器独立产生。每个通带下都有独立的内耦合路径，各个通带的内耦合系数独立可控。其端耦合结构将传统的抽头耦合馈电方式和缝隙耦合馈电方式结合，使得不同通带下具有独立的馈电结构，实现了各通带端耦合大小的独立可控。此外，多组谐振器采用内嵌结构，大大减小了多频滤波器的整体尺寸。（二）创新性地提出了多枝节加载多模谐振器，应用到高性能超宽带滤波器设计中。通过中间阶梯阻抗枝节的加载，在通带上下两侧各产生一个传输零点，大大提高了滤波器通带的选择性。利用两边对称位置加载的开路枝节，一方面将带外的两个模式控制在超宽带频带内，另一方面也减小了滤波器的尺寸。最后利用加载的多枝节一方面控制多模谐振器的谐振模式分布，另一方面控制加载枝节产生的零点分布，实现了高选择性和超高阻带抑制效果的超宽带滤波器设计。（三）创新性地提出了基于传统带通和带阻滤波器组合结构的宽带差分滤波器的设计方法。差分滤波器的差模等效电路为传统的宽带带通滤波器电路，而其共模等效电路为传统的宽带带阻滤波器电路，从而实现差模传输共模抑制的宽带差分带通滤波器。针对差分滤波器差模通带选择性差的问题，本文结合了端短路平行耦合线加载枝节的零点特性，在保持滤波器尺寸不变的情况下，在差模通带上下两侧各引入一个传输零点，极大的改善了差分滤波器的差模通带选择性。（四）创新性地提出了差分超宽带天线及其陷波特性的实现方法。该差分超宽带天线是基于微带-缝隙耦合结构的，只有差模信号可以被耦合到缝隙结构单元，因此可以实现差模辐射而共模抑制的特性。然后为了避免与已有窄带信道的干扰，本文还首次提出了差分带阻滤波器的概念及设计方法，并利用差分带阻滤波器和差分超宽带天线的集成实现了具有陷波特性的差分超宽带天线。