随着现代无线通信技术的不断发展,射频前端系统面临着电路模块高度集成和降低设计成本的巨大需求。为顺应这一发展趋势,器件的功能集成设计理念应运而生,功能集成电路因具有高性能、小型化和低成本等优点,在现代无线通信系统中具有广泛的应用前景。另一方面,在射频前端系统中,因频率选择和功率分配的需要,滤波器和功分器通常是不可或缺的重要组成部分,因此,如何有效开展滤波器和功分器的功能集成设计,实现高性能、小型化的滤波功分器件成为了当前国内外的研究热点之一。鉴于目前的滤波功分器无论是在设计方法还是在性能表现上仍然面临着诸多问题和缺陷,本论文基于平面传输线谐振器,有针对性地提出了一系列新型、高效的解决方案,并结合不同应用背景,设计了多款基于平面印刷电路的新型滤波功分电路。本论文的主要内容包括以下几个方面:1.研究了阶梯阻抗谐振器的新型耦合方式,提出双通带滤波功分电路中滤波响应与隔离网络的新型设计方法:首先,通过研究四分之三波长终端开路阶梯阻抗谐振器的新型耦合方式,设计了一款带有多个传输零点的高选择性双通带滤波功分器。其中,为了实现功分器的端口隔离和阻抗匹配,提出一种基于阻抗变换原理获取隔离电阻加载位置和阻值的方法,并通过仿真和实验验证了所提设计方法的可行性。其次,通过进一步研究该阶梯阻抗谐振器的耦合特性,提出一种阶梯阻抗谐振器的新型自耦合形式,与传统谐振器相比,该自耦合谐振器的前两个谐振频率比值更大,然后利用这一特性,设计了一款频率比宽范围可控的高选择性新型双通带滤波电路。2.基于三线耦合提出功分器中宽带隔离特性的新型实现方法,并结合微带和共面波导谐振器,研究了新型高性能宽带滤波功分器的设计:首先,利用终端短路的输入馈线和一对连接隔离电阻的微带多模谐振器,设计了一款高选择性的宽带滤波功分器,其中,短路馈线以及隔离电阻共同决定了输出端口间的宽带隔离特性。其次,基于微带线与共面波导谐振器的上下层宽边耦合,提出了一款小型化超宽带宽的滤波功分器,并通过设计全频段阻抗匹配的阻抗变换器,实现了功分器通带范围内的高度端口隔离。最后,通过短路输入馈线与多个单模枝节谐振器的耦合,设计了一款双频宽带滤波功分器。理论分析和实验结果均表明,所设计的宽带滤波功分器具有良好的功率等分、端口隔离特性以及高选择性的频率响应。3.提出一种三线耦合形式的新型差分馈电结构,研究了具有阻抗变换特性的新型全平衡式滤波功分电路的设计:首先,推导了六端口对称网络与其奇偶模等效电路之间的混合模式S参数关系式,据此得到了全平衡式滤波功分器关于滤波、隔离、共模抑制以及交叉模式抑制特性的设计原理。然后,利用一个三线耦合的差分馈电结构结合微带多模谐振器,提出一款紧凑型非平衡-平衡转换的巴伦滤波器,并根据耦合线特性分析了其阻抗变换特性。最后,利用所设计巴伦滤波器及额外的集总元件,提出一款带有阻抗变换特性的全平衡式同相滤波功分器,并通过仿真与测试验证了设计方法的有效性。4.提出一种反相功分器中隔离网络的新型设计方法,并基于槽线和微带线谐振器,研究了具有不同带宽特性的新型反相滤波功分器的设计:首先,根据反相功分器的设计原理,利用微带线到槽线的过渡,提出一款中心频率处端口完全匹配与隔离的反相功分器原型。其次,利用微带多模谐振器和阶梯阻抗谐振器,分别设计了两款窄带和两款宽带的滤波功分器。仿真和实验结果表明,所设计的反相滤波功分器具有良好的相位平衡特性、高选择性的滤波特性以及高水平的端口隔离特性。