在微波无线通信技术突飞猛进的发展中,近年,能融合滤波器和其它微波无源器件功能的微波无源频率选择电路因其小型化优势而愈发受到关注。同时,为了满足现代无线通信系统多种通信标准的要求,对频率选择电路进行多频带研究也成为了一个逐渐活跃的研究分支。作为一种易于集成的平面电路,基片集成波导（substrate integrated waveguide,SIW）技术为高性能、平面化、低成本、易于集成的微波无源电路的设计与实现打下了基础。本文以此为背景展开研究,提出了一系列的SIW宽带滤波器,双工器及滤波交叉器（crossover）。主要研究内容可以概括为如下四部分:首先,针对SIW单通带宽带滤波器设计所面临的大尺寸和陷波设计复杂的问题,提出了一系列性能优越的宽带带通滤波器。本部分融合了多种小型化技术:单腔技术、cut-SIW与多模谐振腔技术。首先,对半模基片集成波导谐振腔展开研究,结合多模谐振腔和单腔技术,设计了具有超宽带特性的滤波器;接着,利用四分之一模基片集成波导的小型化特点,结合复合结构和单腔技术研制了一款具有宽带特性的带通滤波器;同时,在所提出宽带滤波器的上金属表面嵌入互补开口谐振环以实现陷波,且该方法还可用来设计任意数量且频率单独可控的陷波。针对SIW双通带滤波器所面临的大尺寸和带宽窄的问题,对双通带滤波器进行小型化和宽带研究,进而提出了两个滤波器。首先,利用SIW多模谐振腔,复合结构和单腔技术,提出了一款3-d B分数带宽为14.7%和12.23%的双通带宽带滤波器。接着,采用微扰技术,提出了基于单个SIW多模谐振腔的小型化双宽带带通滤波器,其3-d B分数带宽被进一步扩展到48.1%和34.9%。所提出的滤波器很适应于现代单频和多频宽带无线通信系统。其次,针对目前SIW双工器仅局限于单频带的问题,提出了具有双频带滤波特性的SIW双工器。首先,将SIW四模谐振腔用作T型结,并利用谐振腔的模式正交性和频率选择性对这四个模式进行两两分组,使其分别传输到两个端口,进而实现两个相隔离的双频带滤波通道。与普通SIW双工器相比,该双工器将双频设计思想应用到SIW双工器中,进而实现了两个工作在5.96 GHz与8.6 GHz、7.04GHz与9.68 GHz,且隔离高于15.6 d B的滤波通道。针对双工器多腔体级联带来的大尺寸问题,本文基于SIW多模谐振腔,首次利用单腔技术实现一个具有二阶滤波响应的双工器,其电尺寸比同类型平面SIW双工器减少50%以上,同时其隔离度优于15.4 d B。该方法对于SIW双工器整体尺寸的小型化设计具有重要的应用价值。接着,针对目前SIW滤波交叉器设计仅局限于SIW双模谐振腔和多腔体级联的问题,首次采用SIW四模谐振腔设计交叉器,并利用模式正交特性,创新地在单个腔体内实现一个具有二阶滤波响应的SIW交叉器,其尺寸比传统平面SIW滤波交叉器减小66.7%以上,同时隔离度优于14.7 d B。整个电路被集成在单个腔体中,因此有助于电路尺寸的小型化。接着,针对目前SIW滤波交叉器仅局限于单频带的问题,本文将多频带的设计思想拓展应用于SIW滤波交叉器。为了克服传统谐振腔中模式隔离难以实现的问题,基于微扰技术,提出一系列SIW多模谐振腔,并对其谐振特性展开研究,进而用于实现通道隔离均优于13.5 d B的双频带和三频带滤波交叉器。所提出的SIW多频滤波交叉器很适用于对频带数量有迫切需求的现代无线通信系统。最后研究设计了两种不同类型的多功能电路。针对SIW双工器设计仅局限于单个工作状态的问题,首次提出了一种能集成三种不同工作状态的SIW双工器。首先,对SIW三模谐振腔的电场特性进行深入分析,并利用三个谐振模式的固有电场分布特性分配输入输出端口位置,进而使得三个不同工作状态的双工器被集成在一个双工器中,且三个工作状态下的隔离度均优于12.5 d B。接下来,通过增加电流路径,使工作频率可被单独调节,从而提高整个电路设计的灵活性。为了进一步提高电路功能的多样性,本文采用SIW三模谐振腔实现了一个能够同时集成四态双工器和滤波交叉器的多功能电路,且五个工作状态下的隔离度均优于12.7d B。所提出的多功能电路很适用于跳频系统,极大地拓展了实用范围。