随着现代通信产业的高速发展,对滤波器等微波器件的设计要求越来越高,设计的复杂度也越来越大。在滤波器产品的设计过程中就需要使用三维电磁仿真软件完成模型的仿真设计。目前,大量的CAD工具,例如Ansoft HFSS,Agilent ADS等可用于微波产品设计。这些工具不仅可以帮助设计微波电路,还可以促进电路的优化,以提高功率、尺寸以及时序等方面的性能。但是三维电磁仿真软件需要耗费很长的时间进行模型的仿真,降低了设计人员的设计效率。随后提出的空间映射算法,在很大程度上解决了使用电磁仿真软件设计周期较长的问题。本文主要研究空间映射算法在滤波器产品设计方面的应用。本文通过对初始空间映射算法(OSM)、主动空间映射算法(ASM)和隐式空间映射算法(ISM)进行研究分析比较,给出了三种空间映射算法的优缺点,提出了改进的主动空间映射算法。参数提取在空间映射过程中是最为重要的环节,本文首先给出了常见的参数提取算法(如柯西法、矢量拟合方法和直接优化方法等)的优缺点,分析了参数提取的误差和约束方面的问题,并分析了参数提取的优化问题。应用L-BFGS-B算法作为优化算法,以耦合矩阵作为优化变量,通过对优化变量添加适当的约束,并利用耦合矩阵综合方法和柯西法来计算耦合矩阵的初值,目标函数是以耦合矩阵得到S参数和滤波器的响应一致为标准。在空间映射算法迭代方面,本文使用Python和HFSS相结合的方式实现空间映射算法的自动化迭代。进一步,本文详细介绍了基于空间映射的滤波器辅助设计软件的开发。首先介绍了Python在软件开发方面的优势,并给出了多种调用HFSS的方法以及HFSS编程的方法。随后,基于HFSS COM接口提出了Python自定义开发包(PyHfss)的开发。使用PyHfss可以简化对HFSS的操作流程,更容易实现空间映射算法迭代,提高设计效率。进一步,结合Qt给出了滤波器辅助设计软件的开发框架,介绍了软件的各个模块,并介绍了软件使用方面的相关内容。最后,以4阶交叉耦合滤波器为例,给出了空间映射算法粗模型、精模型的约束,步长设置以及收敛条件等方面的设置方法。