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超宽带(UWB:Ultra-WideBand)无线通信技术以其抗多径干扰、低成本、低功耗、安全性高等优势具有广阔的应用前景。其中，传输参考-超宽带(TR-UWB:Transmitted-Reference Ultra-WideBand)系统因采用结构简单且不需要信道估计与同步的自相关接收机(AcR: autoeorrelation receiver)而备受关注。超宽带延迟线(DL: Delay Line)作为TR-UWB接收机的关键模块，直接影响着系统的性能。一个具有超宽带特性且平稳延迟的延迟线实现也一直是挑战。本文以低速短距离TR-UWB接收机应用需求为牵引，以低成本、低功耗为设计目标，围绕非理想群延时对系统误码率(BER: Bit Error Rate)性能影响，基于智能优化算法的传递函数设计，基于微带线的硬件架构设计优化等方面，对超宽带延迟线进行系统的研究。主要贡献包括以下几个方面:
(1)在Nakagami-m衰落信道下，基于高斯近似(GA:Gaussian Approximation)分析方法研究了群延时波动(GDR: Group Delay Ripple)对TR-UWB系统条件误码率的影响和群延时波动范围(GDRR: Group Delay Ripple Range)对系统平均误码率的影响。从系统的角度出发，基于GDRR设计的方法能直接评估所设计的延迟线对系统性能的影响，同时给出了允许的相位畸变容错程度以便于在设计中对系统性能和复杂度进行权衡。
(2)针对超宽带延迟线传递函数设计，提出基于步进二分差分进化(SD/DE:Stepping-Dichotomy/Differential-Evolution)的智能优化算法。该算法以二阶基本单元群延时响应叠加为基本思想，以群延时为目标函数，采用最大-最小准则(Maximin Criterion)，将差分进化算法嵌套于步进二分算法中，实现了超宽带带通延迟线在任意给定带宽、平均群延迟及波动范围下的传递函数设计。较传统算法和其他智能优化算法而言，能自适应地求出系统所需最小阶数并能更快收敛于最优结果。该方法将整个系统架构实现难度下降为对基本单元的设计，再将基本单元级联即可，因此，具有很强的实用价值。
(3)以分析得到的TR-UWB系统接收机延迟线延迟量和容错误差为指标，根据平行耦合线理论，实现了基于级联不等长(Noncommensurate)C型支节架构的超宽带延迟线。利用推导出的C型支节的群延时表达式，采用提出的步进差分进化算法得到初始的结构几何参数值。在此过程中，通过分析C型支节散射矩阵和群延时特性修正了算法中参数的取值范围，使之更符合实际情况，进一步完善本文提出的设计算法。为了进一步提高S参数性能，本文提出了针对不等长级联C型耦合线的三过孔长防护线(GT: Guard Trace)结构，在几乎不增加电路面积的情况下降低串扰噪声(Crosstalk Noise)、提高系统性能。