随着无线通信技术的快速发展,通信系统不断对射频设备提出越来越严格的要求。系统往往被要求更便携,更小,更具性价比,功能更强大。天线作为通信系统中不可或缺的部分之一,也面临着一些新的挑战。设计者们总是希望他们体积更小,增益更高和带宽更宽等等。面对这些挑战,研究人员试图将天线和带通滤波器集成到一个模块中,从而使单个器件可以同时用作滤波器和天线。然而,所呈现的大多数设计方案都集中在单频带滤波天线上,并且其中一些阻抗带宽还非常有限。本文提出并展示了一些新的多频段和宽带滤波天线设计方法和实例。论文安排如下（一）具有交叉耦合的滤波天线的综合和设计。首先,提供了滤波天线的详细综合设计过程。然后,研究了具有三阶滤波响应的贴片滤波天线。滤波电路的总体是两个交叉耦合的微带谐振器,然后耦合到辐射贴片,该辐射贴片用作滤波器的最后一个谐振器。该结构被用来模拟级联CT（cascaded triplet）带通滤波器。这种滤波器在通带的高频侧或低频侧引入零点,而零点的位置取决于耦合结构。为了深入了解这种结构的工作机理,研究了滤波天线的相位关系。此外,还提出了级联CQ（cascaded quadrature）滤波天线。正如我们所预期的那样,CQ结构在通带的两侧显示出两个辐射衰减极点。这些分析和实例为这些天线的设计提供了详细的综合过程,包括一种提取品质因子的新方法。该方法能够很好的提取出天线的无载品质因数,从而指导设计。（二）宽带滤波贴片天线的设计。与传统的间隙耦合贴片天线不同,本节考虑并研究了相邻贴片之间的电耦合和磁耦合。而且,为了更好地理解所提出的结构的宽带性质,研究了贴片单元之间的相位关系。由于电和磁耦合引入的辐射零点,在三贴片耦合结构的天线的结果中观察到相当好的选择性。基于此,引入了短截线加载的谐振器馈电结构,天线显示出良好的滤波性能。除了宽带特性之外,所提出的天线单元由于其紧密放置时的固有的带阻特性而展现出应用于高隔离度MIMO（multi-input-multi-output）系统的良好前景。此处还研究了一款多模谐振器馈电的宽带滤波贴片天线。该滤波天线的天线部分为一个标准的矩形贴片。为了实现滤波天线的谐波抑制,本结构中的馈电部分引入了一种带阻结构,成功实现了二次谐波的产生。（三）三频滤波贴片天线的设计。本文提出了一种同时利用单个贴片的TM₁₀模式以及改进的TM₂₀和TM₃₀模式的三频贴片天线。通过在贴片的一个辐射边缘上不对称地加载短截线并在另一辐射边切割矩形缝隙,TM₂₀和TM₃₀模式的电流分布被扰动,导致单个贴片的所有前三种模式实现良好的边射辐射。通过改变贴片、缝隙和加载枝节的尺寸,可以有效地控制每个工作频率。通过孔径耦合可以在三个工作频带中同时实现良好的阻抗匹配。基于这种三频天线,进一步开发了一种新的三频滤波天线,该天线同样具有良好的选择性和边射辐射特性。（四）多频缝隙天线的设计及其与带通滤波器的集成。提出了一种设计多频微带缝隙天线的方法。多个谐振器加载在传统的微带缝隙天线上以引入多个谐振。通过改变加载谐振器的数量,可以很容易地控制天线的工作频带的数量。如果需要,可以通过改变加载谐振器的位置和长度以及槽的几何形状来调整每个谐振的位置。该天线具有外形小、辐射缝隙小和制作容易等优点,现代通信系统具有广阔的应用前景。通过使用多模谐振器对一个三频缝隙天线进行馈电,实现了一款三频的滤波缝隙天线。该天线实现了良好的滤波特性和辐射特性。