随着无线电通信技术的不断发展,频率合成技术越来越广泛的应用于雷达制导和通信等设备中。在频率合成技术中,倍频技术是可以实现高稳定性、低噪声频率合成器的常见应用技术。倍频链路的性能也可以直接影响频率合成器的信号质量,从而影响雷达通信的性能指标。如今市场上对小型化、微型化的频率合成器件的要求也越来越迫切。本课题设计了一款新颖的X波段倍频链路,采用两级倍频链路的方式级联而成,两级倍频电路的研究、设计和实现是本文的重点。该链路具有体积小,附加相位噪声低等特点。本课题基于70次倍频的技术要求,选择两级倍频链路7×10的方式级联而成,分别采用二极管堆栈式倍频方式以及非线性传输线NLTL倍频方式来实现。其中管堆堆栈式倍频主要利用二极管的开关效应,在负载端产生方波信号,实现奇次倍频。二极管堆栈式倍频方式具有电路结构简单,体积小便于集成,易于调试,频率扩展佳的优点,能抑制偶次谐波的产生,具有极低附加相位噪声,适用于低次奇次倍频。非线性传输线NLTL倍频技术,是通过利用孤子波的传输特性进行脉冲压缩,从而产生超窄脉冲,实现高次倍频的一种倍频方式。NLTL是周期的加载反向偏置二极管组成共面波导,二极管的结电容随所加偏置电压而改变,从而引起非线性波传输效应。这种倍频方式可以实现输入信号的任意次倍频,它具有更高的截止频率和更小的附加相位噪声,且便于集成化,可应用于各种高速、宽带系统,如皮秒分辨率采样电路、微波以及毫米波信号等。本设计的创新之处在于,非线性传输线的倍频方式通常使用在MMIC工艺上,课题使用分离式器件模拟MMIC完成倍频,在非线性传输线倍频方式的研究和使用上都有借鉴和参考作用;采用非均匀的非线性传输线产生的孤子波,实现高阶的脉冲压缩和谐波的产生;为了缩减体积,减少NLTL的级数,采用最后一级串联一个肖特基二极管的π型拓扑方式来进行补偿,对非线性传输线上的孤子波进行进一步的分离,达到高次倍频的结果;在三腔微带环形滤波中每个腔体再加入一段低阻抗开路线,起到一个等效电容的作用,相当于在波导腔体滤波器中加载电容的效果,同样尺寸的三腔滤波器的通带频率可以更低,这样可以缩小电路尺寸。本文从设计X波段倍频链路的角度出发,着重论述了二极管堆栈式倍频技术以及非线性传输线NLTL倍频技术的理论基础,设计并实现了运用这两种倍频技术所实现的倍频链路以及相关的滤波器和放大器的实际电路,并给出了电路仿真与性能测试的过程与结果。