局域电磁带隙结构单元具有显著的慢波效应和谐振带隙特性,并采用非周期形式排布,已被广泛应用于各种微波电路和微波通信系统,是目前国内外微波技术领域的研究热点之一。本文重点对缺陷接地结构和谐振加载耦合线单元这两类局域电磁带隙结构的理论分析及其在低通滤波器、带通滤波器和功分器等电路设计中的应用进行研究,具体研究内容包括如下几个方面:1.建立了螺旋型缺陷接地结构的四阶等效电路模型和易于综合的三阶等效电路模型,从而提高螺旋型缺陷接地结构的设计效率;利用奇偶模方法分析并建立了加载了缺陷接地结构的耦合微带线的奇偶模等效电路模型,为缺陷接地结构在多端口电路设计中的应用奠定了基础。2.在切比雪夫原型滤波器基础上引入衰减极点来获得准椭圆低通滤波器的集总参数电路,并分别采用哑铃型和螺旋型缺陷接地结构实现其串联支路电感和高外Q值LC并联谐振电路,再采用加宽微带线实现其并联支路电容,从而获得了整体结构紧凑,具有良好的频率选择性及宽阻带特性的准椭圆低通滤波器。3、通过在耦合微带线功分器中加载缺陷接地结构和集总电容实现了具有谐波抑制功能的小型化功分器设计,同时该功分器还具有非π/2的相移特性;在多节阻抗变换器基础上嵌入螺旋型缺陷地结构以满足功分器所需阻抗和相位条件,从而实现了在两个任选的工作频率上同时具有良好功率传输、匹配和隔离特性的双频功分器设计。4.建立了开路短截线加载耦合微带线单元的奇偶模等效电路模型,并利用等效电路模型分析了该结构的电磁带隙特性。在此基础上采用开路短截线加载耦合微带线单元设计巴特沃斯和切比雪夫响应低通滤波器。仿真和测试结果表明该滤波器具有良好的选频特性和较宽的阻带。5.采用开路和短路短截线加载耦合微带线单元设计窄带带通滤波器。该滤波器可以同时抑制三个高次谐波。