随着5G时代的到来,对微波元器件所提出的要求今非昔比。例如要支持的频段更多,频率更高,带宽更宽。对系统来说对元器件需要更小型化,而一体化技术正是小型化技术的关键,所以毫米波滤波器和滤波天线的设计在5G通信中起着关键作用。本论文基于低插入损耗,高品质因数,高功率容量的一种新型波导基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）器件来进行设计研究。研究了毫米波滤波器和滤波天线的设计方法。其主要内容如下:首先,设计了一款基于SIW圆形谐振腔TM模双层双频5G毫米波通信滤波器结构。基于圆形谐振腔的主模和高次模的电场分布,研究了一种双频带通滤波器的设计方法。在馈电到达电壁时会同时激励起TM10主模和TM11的高阶模式,会达到一种双频滤波响应。同时采用改变输出口方向和增加金属通孔来改变谐振腔内的电场分布起到引入传输零点的效果,从而提高滤波器的选择性。这样的设计方法使尺寸更加小型化,实测与仿真结果均能表示该滤波器具有良好的滤波性能,满足5G毫米波通信高速传输的要求,也可应用到5G毫米波通信系统的射频前端。其次,设计了一款基于SIW圆形腔的双频5G毫米波通信滤波天线。首先设计一款符合滤波天线指标的滤波器,其次设计一款符合滤波天线性能指标的背腔缝隙天线,最后通过匹配原则将缝隙天线代替滤波器的最后一阶谐振单元。在滤波天线的谐振腔中,馈电到达电壁时会同时激励起TM11与TM21两种高阶模式实现双频滤波响应。为了天线可以实现最大的辐射性能,将缝隙蚀刻在电场最强处。最终采用双层垂直集成满足滤波天线的小型化。这样既保留了滤波器良好的滤波特性,天线的辐射效率也得到进一步提升。在双频段的增益最大处各自可以达到6d Bi和8.3d Bi。经加工后的滤波天线测试结果与仿真结果基本一致,证明了滤波天线的可行性并验证了该滤波天线可以被广泛应用于5G毫米波通信系统的射频前端之中。