多频合路器是由两个或者多个滤波器单元组成的无源微波器件，广泛应用于大多数移动通信系统中，用来合成来自不同射频信道（来自发射机或者天线）的信号。近年来，随着地铁、大型商场、大型展馆等的出现，室内覆盖成为移动通信建设的重点，目前国内各大运营商都采取多系统、多网络共建共享的模式，这就对多频合路器各个通道的隔离度提出了较高的要求，因此针对多频合路器进行研究和设计是十分必要的。本文首先介绍了合路器的设计基础，简单地介绍了微波滤波器的基本理论，分析了广义切比雪夫滤波器的综合理论，包括广义切比雪夫多项式的综合和耦合矩阵的提取，并用matlab进行编程完成了耦合矩阵的综合。其次研究了基于公共腔的多频合路器的综合设计方法，该方法根据合路器的散射系数，计算出合路器的特征多项式，并对合路器的多项式进行综合，最终通过反归一化得出合路器所需要的设计参数，包括合路器中每个谐振器的谐振频率、谐振器之间的耦合系数以及外界Q值。最后，本文结合滤波器的设计原理和基于公共腔的合路器的综合设计方法，设计了一款工作在GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN频段的四频同轴腔体合路器。文中采用路仿真与场仿真相结合的方法对单个滤波器以及合路端口进行仿真优化，详细介绍了多频合路器的设计步骤，并进行了加工调试，实测结果与预定的设计指标相吻合，另外对合路器进行高低温测试，测试结果显示该合路器可以工作在-70-20℃的环境中。