微波滤波器是微波通信系统中的重要组成部分,它的性能优劣影响着整个通信系统的性能。随着通信技术的迅猛发展,在微波通信系统方面新的应用层出不穷,并对滤波器的设计提出了一个又一个前所未有的挑战:既要求滤波器具有良好的带内带外性能,又要求滤波器拥有小巧的体积。多模谐振器技术的出现成为解决以上问题行之有效的手段。多模谐振器可以分为两大类:一类是利用谐振器内部的简并模式构成的简并模多模谐振器,另一类是利用谐振器的高阶谐振模式构成的多模谐振器。前者可以应用在窄带滤波器的设计中,通过减少谐振器的数量来缩小体积;后者可以有效提高滤波器的带宽,用来设计超宽带滤波器。本文针对多模谐振器及其在微波滤波器中的应用展开了详细的研究,主要工作如下:1.阐述了简并模多模谐振器的原理和实现方式。重点对TM模双模介质谐振器的基本特性进行了分析。并在TM模双模谐振器的基础上通过引入交叉耦合,设计出了分别具有2个传输零点和4个传输零点的C波段2阶、4阶带通滤波器。2阶滤波器的中心频率4.27GHz,相对带宽2.8%,通带内插入损耗小于0.5d B。4阶滤波器的中心频率为4.29GHz,相对带宽2.8%,通带内插入损耗小于1.2d B,带内反射系数大部分在20d B左右。仿真结果表明滤波器具有较好的带内带外性能。所设计的滤波器结构紧凑,易于加工,同时又通过合理选择谐振器的结构参数,避免了介质滤波器谐波性能差的劣势。2.通过严格的公式推导分析了利用阶跃阻抗谐振器来构成多模谐振器的方法,并利用电磁仿真软件对理论分析进行了验证。进而提出了一种槽线结构的多模谐振器,在该谐振器的基础上通过一种微带线-槽线的过渡结构实现输入耦合和输出耦合,设计出一款结构紧凑的超宽带滤波器,通带3.4GHz到11GHz,中心频率为f_c=7 2GHzcf.,相对带宽FBW=105.5%。通带内的插入损耗IL<1.1d B。并通过引入输入/输出之间的交叉耦合实现额外的传输零点,提高带外性能。对所设计的滤波器进行了仿真验证和实物制作,测试结果与仿真结果具有较好的一致性。3.在所设计的超宽带滤波器基础上,通过加入开口谐振环来实现滤波器通带内的陷波特性,并详细分析了开口谐振环的尺寸参数对于谐振频率的影响。通过改变开口谐振环的结构参数,可以比较容易地调整到任意需要的频率。最终设计出了一款带有陷波特性的超宽带滤波器,陷波频率为5.8GHz,可以限制无线局域网信号的干扰。