Ce travail de thèse regroupe plusieurs contributions à la conception de sous-systèmes multifonctionnels pour les systèmes de communication modernes, en particulier ceux qui intègrent à la fois des fonctions de radiation et de filtrage. Après un survol des techniques utilisées pour la synthèse de tels systèmes multifonctions, une méthodologie de conception simplifiée dédiée aux filtres hyperfréquence est proposée. Cette méthodologie inspirée de la technique des fréquences réelles simplifiée (SRFT) est basée sur une optimisation des polynômes caractéristiques, ce qui évite de recourir à un simulateur de circuit de manière intensive. La méthodologie proposée est alors appliquée à la conception de filtres intégrés dans un système antennaire multisource pour applications spatiales. Les filtres sont conçus pour un système à 14 sources en fonction des contraintes imposées par l’antenne. La seconde partie de ce travail de thèse concerne la conception de sous-systèmes filtre-antenne multibandes. Un sous-système filtre-antenne bibande compact pour applications Wi-Fi est ensuite proposé sur la base d’un filtre à résonateurs couplés à sauts d’impédance et d’une antenne bibande hybride. Le filtre est intégré en technologie LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) et l’antenne est constituée d’un résonateur diélectrique (DRA) demicylindrique excitée par un monopole en technologie microruban pour obtenir le comportement bibande. L’antenne et le filtre sont intégrés dans la même technologie. Deux nouvelles approches sont proposées pour la conception de filtres multi-bandes à bandes largement séparées. La première est basée sur l’association d’iris résonants insérés dans des cavités résonantes pour produire deux résonances. La seconde approche exploite deux modes transverses électromagnétiques (TE111 et TE112) dans une cavité métallique cylindrique pour produire un filtre à cavités bimodes et bibandes. Ces travaux prouvent la faisabilité des concepts de conception proposés, lesquels permettent d’accroître les performances et de réduire de manière significative la masse et le volume des sous-systèmes.