随着无线通信技术的发展,毫米波信号源的应用范围逐渐增多,工作频段也随着应用领域的增多而增加,对毫米波信号源的性能指标有了更高要求。毫米波信号源的关键组件倍频器的性能对整个系统有着重要影响。通过倍频技术获得的高频段信号源的主要作用体现在可以降低系统的工作频率,获得频率稳定度高、相位噪声优良的信号源。通过倍频器技术获得高频段的信号源已成为当下一个重要研究方向。因此,本论文分别基于IHP 130-nm Si Ge Bi CMOS工艺和GF 45-nm RF SOI工艺研究并设计了三款宽带毫米波倍频器。论文首先介绍了基于倍频器技术的毫米波信号源的研究背景及其意义,调研了国内和国外的研究和发展现状。然后介绍毫米波倍频器的设计基础,包括电路特点、性能指标和倍频电路设计的主流方案。最后进行三款宽带倍频电路的设计和仿真方法总结。基于×2倍频器技术的毫米波信号源由基于push-push结构的倍频单元和输出缓冲器级联构成。工作电压为2V,输入信号功率为2 d Bm时,最大倍频输出功率为-8.71 d Bm,3-d B带宽为186 GHz-257 GHz,相对带宽达32%。电路总功耗为23 m W,芯片面积为0.15 mm2。基于×3倍频器技术的毫米波信号源采用变压器耦合双端注入结构实现注入锁定倍频器,它由谐波发生器和振荡器两部分组成。工作电压为1.2 V、输入信号功率为0 d Bm时的频率锁定范围达54 GHz-93 GHz,相对带宽为53%。电路总功耗为15.1 m W,芯片面积为0.21 mm2。基于×4倍频器技术的毫米波信号源是由两级带尾电流源偏置的push-push倍频单元结构和驱动放大单元构成。工作电压为1.1 V、输入信号功率为0 d Bm时,倍频器最大输出功率为-0.13 d Bm,3-d B带宽为21.6 GHz-38.8 GHz,相对带宽达57%。电路总功耗为36.08 m W,芯片面积为1.63 mm2。与同类文献相比,本论文设计的三款毫米波倍频电路在带宽和功耗上均有一定的性能优势,对宽带倍频信号源的研究有一定的参考价值。