腔体滤波器是一种广泛运用于基站通信前端的频率选择装置,其具有高Q值、高功率、低损耗等特点,相比于其它类型的滤波器仍有着不可代替的作用。随着通信系统的飞速发展及人们对高质量、高速率、大容量通信需求的不断提升,基站通信前端器件也趋向于小型化、集成化、高性能化,特别是5G时代的到来,更是进一步推动了腔体滤波器的小型化发展进程。虽然近年来已涌现出较多关于小型化腔体滤波器设计的文献,但综合而言,当前小型化滤波器遇到的最大难点主要体现为批量生产的一致性。因此,从减小腔体滤波器的敏感度,增加其可调性,减小其加工难度及提高其仿真效率等方面来探讨其小型化设计都具有一定的研究价值,本文正是从这些角度来研究小型化腔体滤波器的设计与实现。首先,分别从谐振腔和耦合结构这两个腔体滤波器的主要组成部分出发进行分析。先是分析了不同谐振腔的小型化设计方法,然后在总结常见耦合结构特性的基础上,提出了两种新型的耦合结构,并分析了这两种结构与传统结构相比在小型化腔体滤波器设计中的优势。其次,给出了一种利用盖板焊接方式进一步减小滤波器体积的方案,即滤波器腔体和盖板的封装采用了焊接的方式,有效减小了腔体的外壁厚,从而进一步减小了滤波器的体积,并于后期简要介绍了盖板焊接工艺流程。再次,介绍了一种基于Y参数提取和电路协同仿真的优化方法。该方法通过“场路”结合的方式来对滤波器进行协同仿真,提高了仿真效率,并给出了Y参数提取的相关理论公式及具体的仿真步骤。最终,充分利用所提及的结构方案、仿真方法及封装工艺等设计并实现了一款整体尺寸为65 mm×20 mm×15 mm的腔体滤波器。仿真及实测结果表明,该滤波器在通带为3.4~3.6 GHz内的插入损耗小于1.6 dB,回波损耗大于18 dB,且在通带外引入了两个传输零点,具有较好的带外特性;同时,该滤波器还具有体积小、可调性好、易于加工等特点,满足了基站小型化滤波器的设计要求。