随着微波技术向毫米波亚毫米波等高频段发展,天线工作频率也越来越高,相应地,对天线测试也提出了新的要求。毫米波天线测试系统通常由低频段的微波测试系统通过扩频的方式实现,因此,毫米波扩频组件的重要性便不言而喻。本论文首先对主流天线测试系统进行了分析,并结合实验室实际仪器使用情况,构建了一套基于频谱分析仪的毫米波天线测试系统。提出采用微波毫米波扩频技术,研制一系列倍频、混频组件,将实验室天线测试频率范围扩展至毫米波及亚毫米波频段。论文对扩频组件中的倍频器和谐波混频器进行了深入研究,研制了Ka波段有源二倍频器、W波段四次谐波混频器。实验测试结果表明:Ka波段有源二倍频器在26.5-40GHz带宽范围内能获得大于15dBm的功率输出;四次谐波混频器在W波段84-89GHz带宽范围内变频损耗小于23dB,在84-98GHz带宽范围内变频损耗小于33dB。谐波混频器在较宽范围内能够满足目前实验室毫米波天线测试系统下变频要求。使用上述扩频组件的天线测试系统具有模块化、标准化、开发周期短、成本低、操作简单等一系列优点。通过更换倍频和混频组件可以方便地变换测试系统频段测量范围。最后,利用系统对某W波段平面反射阵列天线进行了远场辐射方向图测试,实验测试结果表明该天线测试系统具有较好的实用性和可靠性,所研制的倍频和混频组件完全能够满足实验室毫米波天线测试系统的要求。