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近几十年来,无线通信技术的飞速发展离不开射频前端芯片的探索与研究,而起到频谱搬移作用的混频器模块又是射频收发系统中不可或缺的部分。同时,硅基CMOS集成电路以其低成本,高集成度等优势也备受关注,因此本文针对硅基CMOS工艺混频器模块进行了深入研究。首先,本文对混频器的基础知识进行了介绍与分析,包含其工作原理,分类,性能指标等,为之后的设计奠定一定的基础。其次,本文针对混频器一般性结构的增益、线性度和噪声,分别进行了定量或者定性分析,然后为满足不同应用场景下的需求,介绍了针对不同性能指标的优化结构,对混频器更深一步的探索研究。通过之前知识理论的积累,本文对应用于第五代移动通信场景下的射频前端芯片混频器模块进行了研究与设计。为解决发射机系统大功率输入信号方面的需求,混频器设计引入新型线性化结构,即采用共源和共栅两路跨导级结构并联来抵消三阶非线性项,与此同时结合使用源退化电感来进一步提高混频器的线性度。此外,在本振端口采用TIA结构来保证混频器的性能在本振功率变化时,在合理的范围内波动。最终实现本振（LO）功率0dBm,中频（IF）频率2.5GHz,LO频率9GHz时,其输入1dB压缩点（IP1dB）为0.25dBm,转换增益0.13dB,后仿真结果也印证了所采用线性化机制的合理性。最后,本文对应用于汽车雷达系统中的射频前端芯片下变频混频器模块进行了研究与设计。为满足系统对闪烁噪声拐点频率,噪声系数和线性度的需求,采用了环形无源混频器结构。然后通过合理选择偏置电压,器件尺寸以及版图布局来解决混频器在转换增益和端口隔离度两方面的问题。最终实现在射频（RF）频率24.01GHz,LO频率24GHz时,其电压转换增益（VCG）为-1.92dB,IP1dB为1.73dBm,双边带噪声系数4.7dB@10MHz。同时在单模块设计中,带入射频和本振输入巴伦之后,实现测试结果转换增益-3.9dB,IP1dB为3dBm,并且LO到RF端口的隔离度高达47dB。之后,在再一次雷达射频前端系统优化设计中,对混频器在噪声系数,转换增益和线性度方面的性能进行了一定的优化提升,实现其转换增益-0.1dB,IP1dB为3.27dBm,噪声系数3.48dB@10MHz,展示了在零中频接收机系统中,环形无源混频器具有独特的优势。