射频前端系统中包括了滤波器、功率分配电路（功分器、巴伦和耦合器）和交叉结等无源电路,以及功放、低噪放和开关等有源电路。它们通常单独设计再级联到一起,体积大的同时还导致了损耗增大和电路整体性能恶化等问题。为此,多个电路功能协同融合的设计方法被提出并证明了其在电路小型化和进一步提高电路性能的可行性。基于此,本文针对无源电路之间、无源电路与开关之间以及有源电路之间等不同类型,分别提出了多个功能协同融合的射频电路,减小体积同时优化电路性能。另外,本文还提出了多个功能可重构的电路,为实现电路结构简化和性能优化提供新的设计思路,两种设计方法都有效实现了电路的小型化和高性能设计。具体的研究内容如下:（1）针对滤波器与其他无源电路级联而导致损耗和体积增大的问题,研究了滤波器与功率分配电路及交叉结等无源电路的功能协同融合设计。首先总结了滤波器与常见功率分配电路（功分器、巴伦和耦合器）的功能协同融合方法,并设计了一个谐波抑制的滤波功分器,具有体积小、插损小和宽阻带的优点。另外,还设计了多通道的滤波交叉结,实现了滤波器与交叉结电路的功能协同融合,电路结构简单,同时具有通道数可灵活拓展和频率可控的优点。（2）针对开关与滤波电路的级联问题,研究了开关与滤波器和双工器等滤波电路的功能协同融合设计。首先总结了基于谐振器和耦合控制两种开关与滤波器的功能协同融合方法,并将基于谐振器控制的方法应用于T型开关与滤波器的功能融合设计中,设计的滤波T型开关具有高集成度和通带选择性好等优点。接着,还将基于耦合控制的方法应用于开关与双工器的功能协同融合设计,通过控制输出耦合强度,两个信号通道能够独立切换,当通道关闭时,谐振器作为非谐振节点产生了两个传输零点,提高了另一个通道的选择性及带外抑制水平,同时电路还具有宽阻带的优点。（3）针对功放、低噪放和开关级联导致发射端效率下降和接收端噪声系数增大等问题,以Ga N MMIC工艺为例,研究了Ga N MMIC前端有源电路中功放和低噪放的功能协同融合设计。首先设计了单功能的毫米波Ga N MMIC功放和低噪放芯片,利用功放和低噪放晶体管本身的截止状态,将功放的输出匹配网络和低噪放的输入匹配网络进行一体化设计,设计的一体化匹配网络同时满足收发模式的阻抗条件,从而实现了无开关的收发前端模块,减小电路尺寸的同时有效提高了发射端的效率以及降低了接收端的噪声系数。（4）为了达到与功能协同融合类似的效果,实现电路架构的简化和电路性能的优化,研究了通道数可重构的功分电路,电路功能具有可重构特性。结合实际应用场景,首先,设计了双刀十六掷和一分十六功率分配功能可重构的电路,可应用于具有定向和全向辐射方向的天线系统,免去全向天线的使用。接着,为了满足天线系统任意波束覆盖范围的应用需求,基于可重构阻抗变换器设计实现了具有任意通道数的四路功分器,电路无需级联额外的多状态阻抗匹配网络,结构简单,具有低损耗和大带宽的优点。最后,还设计了具有任意通道数的多路可重构滤波功分器,使用的谐振器数量与单个滤波器的相同,通过控制输出外部品质因数,各工作状态能够灵活切换,具有滤波效果好和低损耗等优点。其中,具有任意通道数的可重构功分器能够灵活控制任意信号通道的开启和关闭,有助于系统功耗的动态控制,从而节省能耗。