毫米波倍频技术是一种获取优质毫米波信号的重要方式。渡越时间雪崩二极管微带集成高次倍频器就是利用雪崩二极管在雪崩过程中产生的强烈非线性电感特性,将微波信号单级高次倍频到毫米波信号。该微带集成结构的高次倍频器电路简单,并且倍频效率高,输出功率大,附加相位噪声低,同时避免了多级倍频链级间匹配、滤波和放大等一系列问题。该倍频器能够为毫米波电路系统应用提供优质的毫米波信号源。本文首先深入的研究了雪崩倍频二极管非线性模型,合理的对雪崩区和渡越区建立模型,并将二者有机的结合起来;其次在上述基础上,详细分析了微带集成高次倍频器的匹配、偏置、隔置、过渡电路以及器件电路的金丝焊接特性,并进行了局部电路的仿真优化和倍频器的整体电路优化,并对所设计的电路进行加工制作和实验研究,首次研制出了具有小型化、集成化、高性能指标的雪崩二极管微带集成高次倍频器。雪崩微带集成高次倍频器将6.3GHz输入信号经15次单级倍频后获得了最大输出功率为5.87mW的毫米波信号和倍频器具有约0.5%的倍频效率。实验证明了该倍频器引入的附加相位噪声极低,倍频器输出信号的最佳相位噪声分别为-90.83dBc/Hz@10kHz和-95.67dBc/Hz@100kHz;在其它高次倍频次数下,该倍频器同样获得了有效的倍频输出功率和良好的相位噪声特性;从而实现了本课题对雪崩高次倍频器的集成化、小型化的研究目的。