在高频系统尤其是毫米波系统中,高频本振源的研制难度较大,要获得高性能系统,变频部分的一种可行方案是采用谐波混频技术。谐波混频技术可以有效降低本振源的研制难度,因而在实际工程中得到广泛应用。由于混频器的变频损耗、镜频抑制度、噪声系数等指标直接影响系统的整体性能,因此,对混频器的研究具有重要意义。本文通过分析近年来国内外高次谐波混频器的研究进展,并结合课题要求,研制工作在K波段的四次谐波低中频混频器。射频(RF)频率为24.07 GHz,本振(LO)频率为6.0 GHz。本课题的最终目标是研制低变频损耗的小型化四次谐波混频电路,具体内容有:1)混频方案、元部件的选取以及电路总体布局研究:包括比较并确定混频类型和采用的混频器件等。2)过耦合器的研究:为使RF与LO之间的隔离度高而且RF与LO信号有效加载至混频元件,文中采用了一种具有特定功能的耦合线过耦合器分别作为RF与LO信号的输入,同时实现LO与RF端口之间的良好隔离。3)闲置频率信号的处理:对四次谐波混频,为提高能量利用效率,减小混频器变频损耗,应对未参与混频的RF、LO以及二次闲频信号合理处置。4)中频(IF)信号的提取方案:为有效提取出IF信号并使IF输出端口与本振、射频端口隔离度高,需对IF滤波网络进行研究和设计。5)本振与射频回路以及输入匹配网络:根据电路布局需要,设计了一种变形扇形枝节来实现本振与射频回路,匹配网络部分则采用了平衡短截线实现电路的匹配。6)四次谐波混频器电路仿真得到的变频损耗最低仅6.3 dB,变中频工作与固定中频工作时变频损耗10 dB以下带宽分别可达1.2 GHz与2.7 GHz,且各端口之间有着较高隔离特性同时电路整体尺寸也进一步减小。7)作为本硕士论文的进一步拓展,通过在0-dB耦合器射频直通端口加载λ/4@4fLO开路枝节和PIN开关以及相应的直流偏置网络,通过控制开关的通断状态,可设计成一种具有多种工作状态的谐波混频器。