随着5G通信的飞速发展,毫米波频段的应用变得越来越广泛。毫米波功率放大器的效率提升技术也引起了越来越广泛的研究,Outphasing技术是最受关注的技术之一。本文主要提出了一种高吞吐量,高精度,低功耗和低成本的Outphasing调制器芯片设计方案,该方案尤其适用于毫米波发射机。该Outphasing调制器完全基于并行的基二坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法。本文提出的Outphasing调制器可同时适用于基于矢量调制和相位调制架构的Outphasing发射机。在本文提出的Outphasing算法中,异相角是通过单CORDIC和双CORDIC算法的混合计算得出的,相比传统算法,大大减少了关键路径延迟。由于架构和CORDIC算法的优势,其误差性能,采样率,功率效率和片上面积效率得到了提高。根据FPGA的实际测试结果,新的CORDIC架构使12比特Outphasing调制器能够实现0.062%的误差矢量幅度（EVM）,同时保证0.74 GSample/s的峰值采样率。该芯片设计在65nm CMOS工艺下进行了版图级的后仿真。根据应用场景的不同,本文提出了两种不同的芯片实现版本——高通量版本和低功耗版本。高通量版本在1V电源下的峰值吞吐量为1.85 GSample/s。低功耗版本将片上面积开销减少到仅0.088 mm~2,该版本在0.8V的电源电压下可达到0.78 GSample/s的采样率,同时消耗28.1 pJ/Sample的能量。本文所提出的具有最小面积的高吞吐量Outphasing调制器和创新性的CORDIC算法有望进一步开拓低功耗低成本毫米波发射机的应用领域。为了配合毫米波Outphasing发射机的外部信号控制,本文还提出了一种具有高速串行外设接口（SPI）的低功耗数字控制电路。该电路可实现对多通道相控阵的快速、灵活配置。其中可寻址数字控制电路可实现对于毫米波发射机的信号增益、相位和其他控制寄存器的配置。SPI支持主机和从机之间的全双工,一对多的高速通信。此外,如果发生控制信号传输错误,则内部的错误机制会检测到并向主机报告该错误。本文提出的电路已经在40nm CMOS上进行了流片和测试。测试结果表明,该数字电路可以在100 MHz的外部时钟频率下稳定工作,功耗仅为0.1 mW,芯片面积开销为0.036 mm~2。该高速低功耗数字电路有望在未来的集成多通道相控阵设计中得到广泛使用。本文还提出了一种基于CORDIC的数字波束形成测角模块设计,再一次证明CORDIC在毫米波收发机应用中的高性能、低功耗、低成本优势。