接收机是微波通信、射电天文学、雷达、等离子物理、遥控、遥感、电子对抗以及许多微波测量系统中至关重要的部件。在现代通信系统中,毫米波频段通常采用超外差接收机,混频器作为第一级就成为关键部件。由于在毫米波频段,同频段高性能的本振源成本高,技术难度大,采用次谐波混频技术是解决此问题的有效途径,只需射频频率1/2、1/4甚至1/8的本振频率即可实现混频。本文对各种混频器的工作原理作了简单介绍,并进行了比较;重点介绍了采用反向并联二极管对(Anti-Parallel-Diode-Pair)结构的次谐波混频器的工作原理,同时采用谐波平衡分析法对其进行了详细的理论分析。本文提出了140GHz毫米波接收机的设计方案,实现了70GHz倍频组件、D波段放大倍频组件以及140GHz次谐波混频器的研制工作。其中,D波段放大倍频组件和140GHz次谐波混频器均采用悬置共面波导(Suspended Coplanar Waveguides)传输线,利用反向并联二极管对实现。论文的仿真设计工作是在Ansoft HFSS和Agilent ADS平台下完成的。实测表明:对于70GHz倍频组件,在输入频率为8.75GHz时,输出频率为70GHz,输出功率为9.6dBm;对于D波段放大倍频组件,输出频率为120GHz～144GHz,最大输出功率为1.64mW;对于140GHz次谐波混频器,在本振为70GHz,测试射频带宽为135GHz～144GHz时,变频损耗最优处为13.7dB。最后对实验结果进行分析并提出了改进措施。