滤波天线作为一种把滤波电路和天线一体化集成设计的新型多功能微波组件,由于其独特性,近年来引起了大量研究人员的关注。与传统上的把滤波器和天线分开设计相比,这种集成化的设计方法不但省去了滤波器与天线之间的匹配电路,降低了传输电路之间的插入损耗,而且整体上改善了电子通信模块的物理尺寸和系统的集成化程度。尤其当前无线电磁环境中负责多变,设计高性能滤波天线成为当前解决空间电磁信号互相干扰以及电子设备空间资源紧张的关键技术之一。本文基于缺陷地结构(Defected Ground Structure,DGS)特有的高阻特性和慢波特性,设计出传输效率高,频带隔离度强的新型滤波天线。文章的主要研究内容有如下几点:(1)首先分析了单极子超宽带天线的设计原理和缝隙的加载对陷波频率的影响。基于非对称的弯折U型缺陷地结构设计一款同时对Wi MAX(3.4-3.6GHz)和WLAN(5.15-5.35GHz)双频陷波加载的超宽带滤波天线,天线在2.98-9.38GHz的范围内阻抗带宽超过100%。(2)研究了基于互补开口谐振环(Complementary Split Resonance Ring,CSRR)缺陷地结构单元的传输特性以及不同参数对其回波损耗曲线的影响。通过在天线的反射金属地上蚀刻不同形状的缺陷地图案,独立设计了两款基于CSRR缺陷地结构的滤波天线。通过对这两款天线的滤波特性进行分析,基于方形CSRR缺陷地结构的滤波天线拥有更宽的阻抗带宽和更加显著的带外抑制效果。(3)基于周期排列的DGS具有单极点低通特性以及方形CSRR缺陷地对滤波天线的带外抑制特性更为显著这一结论,提出了一款应用于X波段无线通信的宽带端射滤波天线。最后将这款滤波天线实物加工并测试,实测结果显示天线的阻抗带宽基本有效覆盖X波段,相对带宽达到38%左右,天线有效辐射区域的最大增益值达到5.3d Bi。总之,本文基于DGS所设计的几款滤波天线都具有重要的工程意义。基于U型DGS的双频超宽带滤波天线基本上覆盖整个超宽带频段,有效解决了Wi MAX和WLAN等窄带信号对超宽带通信系统的电磁干扰问题。应用于X波段无线通信的宽带端射滤波天线的最大增益达到5.3d Bi,在X波段机载雷达通信与盲区探测中都拥有广阔的前景。