收发前端是毫米波系统的重要组成部分,其性能对整个系统起着决定性作用。随着对毫米波电路系统研究的深入,目前毫米波低频段的集成化技术逐渐成熟,而W波段由于器件及工艺限制,多采用混合集成的方式。对于收发前端而言,由于隔离度不足导致通道间的信号泄漏影响电路性能,同时多接收通道间存在不一致性,因此研究一种具有自检功能、高通道隔离的小型化和集成化的收发前端具有重要意义。本文首先根据系统指标要求和功能需求,针对通道隔离问题,结合目前的高隔离技术,完成对整体收发前端功能框架的设计。该前端采用单发双收的结构,其中接收模块采用超外差方案;由于要实现自检功能,因此第一级采用弱耦合器和发射模块连接。发射模块采用上变频方案,内部分为发射通道和自检通道,自检通道要分别输出测试信号和冷热噪声,对两接收模块进行校准。其次在完成方案设计后,对相关部件进行理论分析,根据对干扰信号的抑制要求、通道间所需的隔离度要求,完成了过渡结构、滤波器、耦合器和功分器等无源器件的设计;介绍了倍频器理论,对放大器的稳定性问题和开关的工作原理进行了分析。然后选用合适的MMIC芯片,结合已设计好的无源器件,分别对U波段倍频支路、发射模块和接收模块进行研究。并根据信号泄漏的方式,结合隔离技术,完成对电路版图及腔体的设计,同时完成供电电路及控制电路PCB的设计与调试。最后,在完成对W波段收发前端的加工、装配和调试后,对收发前端性能进行测试并分析,完成本文的研究工作。实验结果显示:发射模块在94.5GHz±25MHz内的射频输出功率≥20d Bm,带内起伏≤0.2d B,本振抑制≥70d B;两接收模块在2.34GHz±25MHz内的增益≥22d B,带内起伏≤0.5d B,噪声系数最大4.3d B,镜频抑制≥52d B;发射功分器和接收弱耦合器和仿真设计结果一致,同时接收通道间的隔离度≥54d B,收发通道间的隔离≥120d B,所设计的收发前端性能均满足课题指标要求。