本论文主要对无线通信系统中的无源关键技术进行研究。提出了通过优化算法确定滤波器阶数及传输零点位置的方法,同时研究与设计了双模及多模带通滤波器,带有滤波特性的威尔金森(Wiilkinson)功分器,多层基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide)功分器,带有滤波特性的基片集成波导功分器,微带—波导同轴探针过渡。本文的主要研究内容如下:首先,基于优化理论提出了满足滤波器幅度指标要求的广义切比雪夫滤波器阶数及传输零点位置的确定方法。通过对提出的优化目标函数进行修正,将该方法推广到可以确定自均衡滤波器的阶数及传输零点位置。通过几个应用实例验证了该方法的有效性和优越性。相对于参考文献所给出的结果,通过本方法所得到滤波器具有阶数低,带外抑制效果好的优点。第二,分别对短路枝节加载谐振器和开路枝节加载谐振器的等效电路进行分析与总结,归纳了枝节加载类型滤波器的带外传输零点分布特点。利用短路枝节加载谐振器设计了四模滤波器及双模双通带滤波器,并通过引入源与负载之间直接耦合增加带外传输零点以改善滤波器的带外传输特性。提出了一种开路枝节加载双模谐振器,该谐振器可以在不改变谐振器外围尺寸的情况下调节谐振频率,利用该谐振器设计了双模带通滤波器。通过改变枝节加载方式分别设计了两种类型的三模谐振器,并应用这两种三模谐振器分别设计加工了三模滤波器。所设计的滤波器具有体积小,频带宽,带外抑制高等优点。第三,提出了通过将Wilkinson功分器中四分之一波长阻抗变换器用滤波器替换,实现具有滤波特性的Wilkinson功分器。基于该设计思想,设计加工了双模、三模滤波功分器,验证了该设计方法的正确性。设计的滤波功分器具有滤波器和功分器的特性,可以有效的减小系统的尺寸。第四,提出了一种多层基片集成波导一分四功分器,该功分器具有体积小,设计简单,两路输出同相,两路输出异相,该功分器可以应用于功率合成及天线馈电网络等设计中,并且可以采用LTCC等多层电路工艺进行加工。第五,结合基片集成波导的高通特性与缺陷地的低通特性,提出了带有滤波特性的基片集成波导功分器,通过改变基片集成波导的等效宽度可以实现下阻带频率的调节,改变缺陷地结构的尺寸可以调节上阻带频率,从而可以灵活调节滤波带宽以满足不同的工程需求。所设计滤波功分器具有体积小,易于与平面电路集成等优点。最后,基于同轴探针耦合设计了Ka频段微带—波导转换过渡结构,并提取了该过渡结构的等效电路,通过电路仿真与场仿真证明了所提取等效电路的正确性。最终通过场仿真设计了波导与微带平行和垂直两种情况下的同轴探针过渡结构,该结构具有结构紧凑、频带宽、密封良好的优点;并且波导输出口可以同轴探针为轴线旋转,可满足实际工程中对波导口不同极化方向的需求。