随着通信、雷达等应用系统的迅速增长,微波低频段频谱资源日益拥挤,电子信息系统不断向具有更高频率、更大宽带的毫米波频段方向发展,相关的接收机前端的理论和关键技术已成为当前的研究热点。本文以实现高性能毫米波接收机为目标,针对外差式毫米波接收系统中的一些共性关键技术问题进行深入研究,包括:超宽带I-Q混频电路的幅度相位不平衡问题、高抑制比杂散信号抑制问题、系统抗强干扰特性以及大动态范围实现等问题,同时研制了W波段下变频器中高性能本振链路,并进行了接收机整机系统的性能测试。主要研究进展包括以下三个方面:1.超宽带高性能I-Q混频器中的关键技术研究。针对多倍频程输出的I-Q混频电路幅度与相位平衡度难于解决的问题,设计了多倍频程工作的超宽带幅度与相位调节电路,在十八倍频程范围内实现了I-Q两路幅度不平衡小于0.3dB、相位正交性误差小于2°的优良特性;为了有效提高I-Q混频电路的杂散抑制度,提出了多零点低通滤波器的解决方案,实现了带内、外杂散抑制度大于50dBc的抑制效果;为了克服发射强干扰信号泄露引起的接收机阻塞问题,设计了三阶隔直电路,使得基带信号中100KHz以下强干扰信号抑制度大于30dBc,有效提高了接收机的抵抗强干扰信号的能力;针对接收机大动态范围的应用需求,采用两级六位数控衰减器控制衰减量,引入了可调范围为40dB,步进1dB的附加调节范围,有效扩展了接收机工作的动态范围。2.W波段下变频器中高性能本振链路研制。W波段本振链路由滤波放大电路、上变频电路、倍频电路组成。下变频器本振源信号杂散和相噪将直接决定接收机的输出信号质量,为了确保本振信号的纯度,在链路方案设计中,充分考虑了锁相源相参信号干扰问题。在滤波电路中,提出了一种高带外抑制带通滤波器,相较传统发卡滤波器带外抑制度提高10dBc,有效的抑制了本振信号中存在的相参信号干扰,提高了本振链路的输出信号纯度;上变频电路和倍频电路中,也专门设计了相应的带通滤波器,抑制不需要的谐波分量。将C波段本振信号倍频至W波段,作为W波段下变频的本振输入。所研制的高性能本振链路保证了W下变频器输出信号的杂散性能。3.W波段接收机整机性能测试。设计了一套完整的W波段接收机系统测量方案,完成了接收机系统增益、饱和输出功率等性能指标的测试。测试结果表明,W下变频器的变频损耗为9.5dB,整机在工作频带内,增益大于50dB,整机噪声系数为12.2dB;接收机数控增益调节范围40dB,接收机信道饱和输出功率为8dBm,带外杂散抑制度大于50dBc,各项指标测试结果均满足设计要求。