随着5G时代的到来,通信技术得到高速发展,同时通信频率将会越来越高。射频微波电路作为通信设备运转的核心部分,传统的微带电路的损耗会随着频率的升高而增大,因此微波腔体器件的低损耗优势得以显现,但是传统的机械加工技术(如计算机数控金属铣削(Computerized Numerically Controlled,CNC)和电火花加工)制作成的器件重量大,加工成本和器件的结构与精度成正比,且无法加工形状不规则的器件。由于微波电路的轻质化和小型化是一个必然的趋势,而3D打印技术的快速发展使得它们能够用于制造高性能和低重量的射频元件。3D打印技术是增材制造工艺,该工艺的加工精度能够达到亚毫米级别,对于加工结构复杂、尺寸精细的物件相对于CNC工艺有着巨大的优势。在过去十年中,人们对使用3D打印机进行增材制造以快速实现高几何复杂度组件的原型设计和制造产生了浓厚的兴趣,3D打印的增材制造技术已经开始用于生产高性能和高精度的射频微波和太赫兹组件。本文以基于3D打印的轻质微波电路设计为研究课题,重点研究设计了Ka波段的脊间隙波导功分器、3阶槽间隙波导带通滤波器和4阶槽间隙波导交叉耦合带通滤波器,由于其结构的复杂性,利用3D打印技术加工制造并进行了测试验证。本文的内容安排主要分为五个部分。第一章主要阐述了微波波导无源器件在工程中的重要性以及3D打印技术在射频微波中的应用。第二章详细了二端口网络和三端口网络的基本原理以及波导功分器、滤波器的相关特性和技术指标。第三章介绍了3D打印技术的基本原理与分类以及在实际工程中应用,分析了目前3D打印技术在加工精密器件中所存在的困难和局限性。第四章主要介绍了间隙波导的基本理论和分析方法,设计了Ka波段的脊间隙波导功分器、3阶槽间隙波导带通滤波器和4阶槽间隙波导交叉耦合带通滤波器的过程,利用Ansys HFSS进行仿真优化,采用3D打印技术加工并进行测试和分析。第五章对本论文的主要工作进行总结,并对后续的研究工作内容进行展望。