随着无线通信技术的快速发展，具有波束指向可动态调控的多波束天线通信系统受到了高度的关注，同时通信系统对器件性能的要求不断提升，为了进一步缩小尺寸，将多个独立器件集成为一体化设计在近年来备受关注。而滤波器和Butler矩阵作为实现多波束天线系统的关键器件，如果能将两者进行集成设计，可以有效减小射频前端的尺寸。因此，本文针对具有滤波特性的Butler矩阵进行了研究。本文主要的创新工作内容有：
　　(一)从Butler矩阵最重要的组成部分耦合器出发，创新性地提出了全谐振器结构的具有滤波特性的180°耦合器的设计方法。然后将此耦合器应用于Butler矩阵的设计中，将滤波器的设计和Butler矩阵的设计集成在一起，提出了全谐振器结构的具有滤波特性的2×4和4×6Butler矩阵的设计方法。
　　(二)在具有滤波特性的Butler矩阵基础上，更进一步，创新性地将非均匀功率分配特性引入到了Butler矩阵的设计中。通过将Butler矩阵中与输出端口相级联的耦合器变换为非均匀功率分配的耦合器和在每个输出端口级联一个非均匀功分器的方法，成功地实现了全谐振器结构的非均匀功率分配的具有滤波特性的4×6和2×8Butler矩阵的设计。实现的Butler矩阵同时具滤波、功率分配和相位控制功能。
　　(三)为了解决具有滤波特性的180°耦合器之间通过耦合连接而无法实现移相器的问题，创新性地提出了混合利用具有滤波特性的180°耦合器和普通90°耦合器来设计Butler矩阵设计方法，成功地实现了基于部分谐振器结构的具有滤波特性的4×4和4×8Butler矩阵的设计。
　　(四)从8×8Butler矩阵的设计原理图出发，创新性地将8×8Butler矩阵的设计分为了两个部分，简化了8×8Butler矩阵的设计过程，提出了基于部分谐振器结构的具有滤波特性的8×8Butler矩阵的设计方法，实现了具有滤波特性的8×8Butler矩阵的设计。