随着现代无线通信技术的迅猛发展,新的工艺和技术的不断出现,微波毫米波系统正迅速朝高性能、小型化、多功能及低成本等方向发展。无源平面滤波器和功率分配/合成器仍作为微波通信系统中的关键器件,其性能和体积将直接影响整个通信系统的工作性能。研究高性能小型化的无源器件有利于减小系统体积,减轻系统重量,提高系统性能,因而具有重要的研究价值。本文通过采用阶梯阻抗、缺陷地、多模谐振单元、改进Gysel及Wilkinson等新型结构,研究设计了多种新型的高性能滤波器和功分器等平面无源器件,以改善微波通信系统的整体性能。主要研究内容概括如下:首先,基于阶梯阻抗结构,提出了两款内部加载的发夹结构。同时,给出了谐振器的传输矩阵及其LC等效电路。最后利用两种结构,设计了几个具有高选择性及超宽阻带的低通滤波器。由于内部加载不改变外观尺寸,并增强了慢波效应,所设计的滤波器在小型化方面具有极大的优势。其次,提出了一种新型的交指缺陷地结构(DGS)并给出了其等效电磁特性的LC模型。相较于传统缺陷地结构的一个传输零点,该结构可以实现三个带外传输零点,并具有优异的边带选择性。通过调节交指的尺寸,可以改变通带特性。基于该结构,在Rogers5880上设计了一款低通滤波器,该滤波器是由阶梯阻抗微带及两个缺陷地结构单元组成。此外,增加交指数,可以缩小通带截止频率,从而减小滤波器体积。基于此,设计了一款单级七交指的低通滤波器。相比于其它缺陷地低通滤波器,所设计的滤波器具有极其优异的通带选择特性。第三,提出了一种短路枝节加载的多模谐振器结构(MMR),并将其应用于超宽带(UWB)带通滤波器设计。相较于同类型的滤波器,此结构可以获得更宽的带宽。此外,提出了一种闭环加载的多模谐振器。在弱耦合的情况下,可以观察到六个谐振模式及三个传输零点。其中两个零点靠近通带边沿,另外一个零点位于通带内部。利用该谐振器设计了一款具有陷波特性的超宽带带通滤波器,该滤波器具有高频率选择性及带外抑制度。第四,研究了双通带滤波器。提出了一种新型枝节加载的互补裂环谐振器(CSRR),并将其应用于双通带滤波器的设计。通过调节加载枝节的尺寸,可以改变两个通带间传输零点的个数,从而增强了双通带滤波器设计的灵活性。测试表明该滤波器具有邻近的通带中心频率,高通带隔离度以及两次谐波抑制特性。另外,提出了一种交叉的H型双模谐振器,并利用奇偶模分析法研究其谐振特性。通过级联两个该谐振单元,并在偶模间引入额外的耦合路径,可以单独调节第二通带的中心频率及带宽。此外,还提出了一种开路加载的闭环谐振器,该结构具有四个谐振模式。其中每两个模式形成一个通带,两个通带相对可调。基于此结构,设计了一款可应用于短距离无线通信的高选择性双通带滤波器。本章所提出的滤波器具有灵活的设计性,在现代多通带系统中具有广泛的应用价值。第五,基于开路及短路枝节混合加载的四模闭环谐振器,设计了一款三通带带通滤波器。其中,第三通带是一个谐波响应。通过调节阶梯阻抗闭环谐振器的阻抗特性,可以将通带调节至合适的频带范围。所设计的三通带滤波器可用于5GHz的无线局域网系统。第六,研究了功率分配器。在总结了多种变型的Wilkinson和Gysel功分器的基础上,提出了一种新的组合体结构。该结构同时具有Wilkinson的宽带特性及Gysel结构的良好热传导效应。另外,基于威尔金森结构,设计了一个异相输出的两路功分器。并采用奇偶模电压法对其传输线阻抗及电长度做了详细的推导。测试结果表明,该结构能在窄带范围内,实现等功率反相输出。