随着大规模MIMO天线在5G通信系统中的应用,前端滤波器的数量将大幅增加,这对滤波器的小型化和可集成化都提出了更高的要求。传统的通信系统前端滤波器多采用同轴腔梳状线结构,体积大且难于集成,难以满足新一代通信系统的要求。本文从滤波器的S参数多项式入手,介绍了广义切比雪夫多项式提取以及耦合矩阵的基本理论。研究和比较不同的谐振器,等效耦合电路和耦合结构。配合使用电磁仿真工具,设计研究3.3~6GHz频率范围的滤波器,并使用网络分析仪等测试设备验证滤波器性能。本文完成的主要工作如下:1)介绍了微波滤波器基本理论,并详细推导了由广义切比雪夫多项式求解耦合矩阵的过程,对耦合矩阵的消元原理也做了初步介绍,并提供了实际的算例。2)介绍了微波谐振器的分类及其特点,对谐振器的谐振频率、无载Q值的测量都做了详细介绍。进一步讲述了谐振器耦合方式与耦合系数提取方法,并对谐振器的外在品质因数测量作了详细推导,为后面的研究提供了相应的理论基础。3)对半波长传输线级联电抗电路特性进行了详细的理论分析,得出两种耦合结构的耦合特性,并分析得出保持这两种耦合特性的最佳传输线阻抗。运用这一的特性,设计了微带滤波器,并在微带滤波器上实现了多个传输零点,并实现了源到负载的交叉耦合,理论计算与实验测试结果相符。在实现交叉耦合的同时,减少了寄生的交叉耦合的产生。4)设计了一款微带接口嵌入式腔体滤波器,测试结果与理论计算一致。嵌入式腔体滤波器插入损耗小、易于调节、方便系统集成。