当今快速发展的世界，无线通信设备和终端将面临多频带、高数据率的挑战。射频前端作为无线通信中重要的收发组件，其特性与性能的好坏将直接决定通信服务的多样化和质量。因此，国内外掀起了微波小型化多频带智能微波器件的热潮。微波平面滤波器与天线作为射频前端更新最快的无源器件，成为了研究热度最大的器件之一。本论文基于此开展了多频带高性能微波平面滤波器与天线的研究工作。研究了多频带的设计方法和实现原理，并基于多频带技术设计了多款多频带滤波器和天线。此外，本论文还探索了天线的多频技术，提出和设计了采用新型材料加工的小型化四频带天线。本论文的主要创新研究工作如下：　　(1)采用两个对称螺旋的枝节和中心弯折T型枝节加载多模谐振器形成了应用于GPS和WLAN的双通带高温超导滤波器。均匀阻抗谐振器通过加载三个开路枝节形成了四个谐振模式，通过调控加载枝节的位置和长度，将四个谐振模式两两分布形成双通带特性。此外，通过将开路枝节进行螺旋和弯折处理可以实现小型化的设计，同时弯折的T型枝节和弯折的均匀阻抗谐振器之间形成了双传输路径，产生了传输零点，提高了滤波器的带外选择性。　　(2)基于三枝节加载的多模谐振器形成的双通带滤波器的设计基础上，本文为提高滤波器的设计指标的优化和应用领域，在充分研究三枝节加载的多模谐振器的谐振特性前提下，分别在三个枝节的末端加载了可调变容二极管，设计了基于多模谐振器的独立可控的双通带可调滤波器。该滤波器由于谐振器的四个模式的独立可控，因此实现了双通带的带宽和频率的单独可调，为实际应用中提供了更好的调节自由度。　　(3)为降低多枝节加载谐振器的设计复杂度。本文提出了采用双发卡谐振器的T型枝节加载的多模谐振器设计了面向于WLAN和WiMAX的双通带高温超导滤波器。由于该多模谐振器是由两个发卡双模谐振器组合而成，因此具有独立设计的自由度，各个模式之间相互独立。该滤波器具有三个传输零点分别位于通带的上下侧，使得滤波器具有更陡峭的边带。　　(4)基于五边环形辐射单元采用可弯折的柔性材料的设计了应用于GPS-L2、蓝牙、WiMAX和WLAN的四频带天线。该天线采用了五边环形辐射单元获得了小的电路尺寸。四频带天线采用改进型的共面波导(Coplanar Waveguide，CPW)馈电结构提高阻抗匹配，同时采用了寄生辐射单元技术展宽了辐射频带带宽。