随着半导体制造技术及微电子技术的全面发展,无线通信系统中的有源电路部分已经能够实现微型化并且能够通过采用现代封装技术进行集成。而系统中的天线、滤波器等无源器件尽管可以在一定程度上集成在现代封装系统中,但是,由于通信系统对其工作性能的特殊要求以及其自身特定的工作原理,如何从设计层面上实现高性能、小型化的滤波器仍是一个技术难题。滤波器作为系统中的基础元件,又可以作为基本单元应用到别的器件的设计当中,高性能滤波器的小型化研究越来越引起国内外学者的重视,对其进行深入细致的研究是很有意义的。本文主要从滤波器的综合理论和结构分析两个方面研究了滤波器的小型化设计,通过对经典CQ结构进行小型化改进,在此基础上,利用均匀阻抗和阶梯阻抗谐振器分别设计了小型化的微带滤波器,并用这两种滤波器作为基本单元设计了小型化的双工器和滤波功分器。同时,研究了直线型同轴双工器的小型化设计。本文的工作主要包括以下几个方面:第一,对国内外滤波器的小型化工作做了详细介绍和总结,在这个过程当中确定了本文的具体研究方向。第二,系统的研究了滤波器的基本理论,主要介绍了一些滤波器的关键指标、计算方法、综合理论及耦合系数的提取技术,这部分研究为后续工作提供了理论支撑,加强了本文的系统性。第三,较深入的研究了经典的CQ结构,在其基础上做了小型化改进得到了新的拓扑结构。利用均匀阻抗谐振器和阶梯阻抗谐振器分别设计实现了两种小型化滤波器。这些滤波器在实现小型化的同时还具有宽阻带、高带外抑制的优点。随后,作为拓展应用,将利用阶梯阻抗谐振器实现的滤波器作为基本单元设计了具有良好性能的小型化双工器和功分器。最后,本文对同轴腔滤波器和双工器进行了研究和设计,系统的介绍了直线型同轴腔双工器的设计方法。针对具体的双工器的指标,设计合适的电路拓扑结构,计算出相关参数。接着文中给出了双工器的原理电路仿真以及三维结构全波仿真。最后对器件进行加工、调试,并给出了吻合良好的仿真结果和测试结果,验证了设计的准确性。