La evolución actual de los sistemas de telecomunicación se caracteriza por la optimización constante en el uso y en el manejo del ancho de banda, para poder ofertar así el mayor rango posible de servicios a los usuarios y al menor coste posible. El área de los dispositivos pasivos de microondas, tanto en lo que respecta a enlaces terrestres como a las comunicaciones espaciales, no ha sido ajeno a esta evolución. De hecho, este campo ha experimentado grandes avances en los últimos años para poder cumplir con unos requisitos cada vez más exigentes, lo que ha fomentado la aparición de nuevos dispositivos e importantes mejoras en los ya existentes. El trabajo desarrollado en esta tesis se enmarca dentro de este contexto, y pretende contribuir a la mejora de los procedimientos de análisis y diseño de aquellos dispositivos pasivos de microondas que deben satisfacer unas especificaciones que abarquen un amplio ancho de banda. Es importante destacar que, conforme avanza la tecnología, la influencia de estos dispositivos en las prestaciones finales de los sistemas de telecomunicación es cada vez más importante. Esta tesis se centra en las tres familias de filtros de microondas en tecnología de guía onda probablemente más habituales en la práctica: los filtros inductivos, los filtros de modo evanescente y los filtros corrugados. No obstante, muchos de los procedimientos aquí desarrollados y los resultados obtenidos se podrían también extender a otros dispositivos pasivos con un gran ancho de banda de operación. En primer lugar se han implementado una serie de herramientas basadas en técnicas modales, las cuales permiten realizar el análisis de estos componentes de una forma extremadamente precisa y eficiente. Para poder ampliar el rango de aplicación de las técnicas modales a dispositivos con guías no canónicas, se ha desarrollado a su vez un nuevo procedimiento para obtener con gran rapidez y rigurosidad el espectro modal de guías con una sección transversal prácticamente arbitraria. Estas herramientas de simulación se han empleado posteriormente para el desarrollo de nuevas técnicas de diseño optimizado de los dispositivos abordados en esta tesis. En muchos casos dichos procedimientos han quedado completamente automatizados, requiriendo una mínima intervención humana. Así mismo, se han investigado otros aspectos importantes, como el desarrollo de técnicas que sean también válidas para dispositivos inhomogéneos y/o con amplias bandas de paso, el impacto de los parámetros libres de la estructura en ciertas prestaciones esenciales (lo que ha permitido proponer alguna variación geométrica sobre las topologías clásicas para mejorar ciertas prestaciones concretas), o la elección de un tipo de respuesta más robusta frente a errores de fabricación. Haciendo uso de estas nuevas técnicas, la industria podrá realizar el diseño de estos componentes de una forma más precisa y eficiente, y al mismo tiempo explotar al máximo sus capacidades. Todos estos avances repercuten en una mejora de las prestaciones de los sistemas de telecomunicación, que en definitiva permitirán un mayor y mejor despliegue de servicios a los usuarios finales.