近年来,负群时延微波电路以其独特的负群时延特性得到了广泛的关注与应用。它既可应用于天线阵列馈电网络中以解决天线阵列的波束倾斜问题,又可补偿电路的群时延以实现高线性度,还可提高前馈放大器的效率。另外,滤波器、功分器以及耦合器等微波电路在现代微波通信系统中是至关重要的。因此,本文研究融合负群时延功能的滤波器、功分器和耦合器,以减小电路尺寸和提高系统性能。具体完成的主要工作包括:(1)设计了一种基于有耗L型耦合枝节的负群时延电路。该电路的负群时延特性是由一条四分之一波长有耗L型枝节耦合到主传输线上实现的,其有耗L型枝节主要由一段一端开路另一端短路的四分之一波长微带线和一个加载电阻构成。在中心频率处,该负群时延电路的相移为-90°,可替换传统微波电路中的四分之一波长微带线以完成负群时延电路与微波电路的功能融合设计。测试结果显示,该负群时延电路在1.997GHz处负群时延值为-1.19ns,插入损耗为1.43dB,插入相移为90.53°,回波损耗高于15dB,具有较低的插入损耗和良好的匹配性能。(2)设计了一款融合负群时延功能的带通滤波器。该滤波器由两个半波长开路耦合谐振器以实现带通滤波功能,并将有耗L型枝节耦合到谐振器上以实现负群时延特性。此外为提高滤波性能,在每个谐振器内侧的合适位置加载一段开路短截线使得上阻带产生了两个传输零点。测试结果显示,在中心频率1.995GHz处的负群时延值为-1.08ns,负群时延带宽为34MHz。在负群时延带宽内,插入损耗低于7.5dB,回波损耗高于20dB。另外,在1.520GHz、2.495GHz和2.735GHz三个频率点实现了传输零点,与传统带通滤波器相比实现了良好的阻带特性。(3)设计了一款融合负群时延功能的Wilkinson功分器。该功分器采用输入输出阻抗为70.71Ω的负群时延电路代替传统功分器的四分之一波长传输线。测试结果在1.997GHz处,两个输出端口所对应的群时延值分别为-1.34ns和-1.36ns,插入损耗分别为5.63dB和5.67dB,负群时延带宽为39MHz。在负群时延带宽内,回波损耗均高于11dB,隔离度高于20dB,该负群时延功分器插损小且匹配性能良好,但负群时延带宽较窄,因此又设计了一款负群时延宽带功分器,主要采用两节耦合线功分器与两对有耗L型枝节耦合的方式实现。测试结果表明,负群时延带宽为79MHz,实现了负群时延带宽的展宽。(4)设计了一款融合负群时延功能的等功率分配耦合器。设计了两个输入输出阻抗分别为35.35Ω和50Ω的负群时延电路,分别代替传统分支线定向耦合器中的四段分支线。由于负群时延电路造成耦合器的隔离度性能变差,因此在两个输出端口上加载短路枝节以改善隔离度。测试结果在1.999GHz处,直通端和耦合端所对应的插入损耗分别为6.075dB和6.077dB,负群时延值分别为-1.415ns和-1.042ns;负群时延带宽为36MHz,在负群时延带宽范围内,回波损耗高于11dB,隔离度高于18dB,直通端与耦合端输出信号相位差为90°±2.4°。测试结果表明,该等功率分配定向耦合器实现了负群时延功能。