宽带波形雷达系统主要应用于目标成像、识别、分类和无线定位。5G的迅速发展,要求宽带波形雷达系统传输容量更大、速率更快和稳定性更强,同时具备多功能特征。然而,当前（1）存在Sub-6 GHz频谱资源不足;（2）微带线技术实现的滤波器、天线等雷达系统器件在毫米波频段插入损耗高、带外抑制差、频率选择性差等问题;（3）存在因器件分离设计而造成能量损耗大、天线增益低、匹配网络复杂等问题;另外,（4）器件多为单频单功能工作。解决这些问题,对提升宽带波形雷达系统性能具有重要意义。本文主要研究工作如下:1、针对缺陷腔体对集成基片间隙波导（Integrated Substrate Gap Waveguide,ISGW）的频率禁止带隙（Frequency Stopband Gap,FSG）的影响以及缺陷腔体中电磁波模式数量的理论和实验验证问题,本文提出了一种简单的模式场分量匹配方法,推导出描述ISGW色散特性近似解析式。利用近似方程分析:（1）ISGW的FSG,包括中心频率和带宽;（2）ISGW缺陷腔体对FSG的影响;（3）结合本征模求解,实验验证缺陷腔体模式及模式数量。研究结果表明:（1）导出的色散方程解析式,其沿z方向的传播波数zk（f）数值解表现出FSG,带宽为20.00 GHz,这与采用CST仿真结果比较一致;（2）缺陷腔体存在高斯电磁波模式及不同模式数量。2、基于对ISGW的FSG和缺陷腔体的研究,本文提出了一种通用的单腔体多频滤波耦合拓扑并用于ISGW腔体,设计了单频、双频和三频三款滤波器。（1）针对多频腔体滤波器带外抑制、频率选择性差问题,通过在呈90°设计的ISGW导线下方打金属过孔,设计了通带两侧具有宽阻特性的单频滤波器。单频滤波器的工作中心频率f0=31.25 GHz,插入损耗（Insertion Loss,IL）=1.18 d B。（2）为了实现多频宽带通滤波响应,在单频滤波器基础上,通过改变腔体的大小,使腔体存在5个谐振TE模式,同时在腔体里引入一个非谐振节点（Non-resonating Node,NRN）控制腔内谐振模式频率大小,从而获得双频宽带滤波器。双频滤波器的f0 1=25.00 GHz和f02=34.00 GHz,IL=0.91 d B和1.32 d B。|S|参数测试与仿真结果吻合。（3）利用凹型槽馈电结构激励ISGW矩形缺陷腔体,设计了每个通带内只有一个谐振模式的三频单阶窄带滤波器。该滤波器f0 1=24.50 GHz,f02=28.00 GHz,f03=32.00 GHz,IL分别为1.58 d B、1.57 d B和2.10 d B。研究结果表明:以上三款滤波器解决了传统器件设计频段低、在毫米波频段IL高、频率选择性差等问题。3、利用上述提出的多频宽带滤波耦合拓扑,提出了一款ISGW腔体（ISGW Cavity）滤波天线。通过在波导缝隙天线上加载一个内径短路的圆环贴片,改善缝隙辐射。该款滤波天线f01=24.50 GHz,分数带宽（Fractional Band Width,FBW）=5.62%;f0 2=28.00 GHz,FBW=6.25%;f03=38.50 GHz,FBW=3.70%。相比传统微带和缝隙天线,带外具有明显得滤波特性,带外抑制最小为13.12 d B;天线每个频段增益增加了大于3 d Bi。此外,该天线的阻带带宽达到了10 GHz。