在第四次工业革命如火如荼的进程中,先进雷达系统已经成为万物互联浪潮中的重要一环,具有十分广阔的应用前景,尤其是在户外自动驾驶领域以及室内智能医疗、工业质量控制领域,先进雷达系统正发挥着越来越不可或缺的作用。其中毫米波雷达兼具探测距离远、干扰抵御能力强,造价成本低等特性,同时以其高集成度和强环境适应能力在服务于高级驾驶辅助系统（ADAS）的汽车雷达中占据一席之地;亚毫米波雷达虽然由于自由空间衰减大探测距离近,但是其兼具高空间分辨率、无损组织透视成像和低健康风险的特点在室内高精度成像雷达中大有作为。为此本文基于55 nm CMOS工艺完成了一款77 GHz高鲁棒性的相控阵汽车雷达接收前端设计,另外还基于22 nm SOI CMOS工艺完成了一款250-400 GHz时域流水、频率交织成像雷达收发前端的单通道设计。主要工作如下:一、对于77 GHz相控阵汽车雷达接收前端:我们首先对其中的关键模块低噪声放大器（LNA）和相移器（PS）进行了先导性的研究工作,基于55 nm CMOS工艺完成了高线性度LNA 1、大带宽LNA 2及5-bit相移器三款芯片的设计及测试。对于LNA,我们从器件和电路两个层面进行创新,对有源器件进行晶体管自建模,对无源器件进行级间变压器的四阶网络分析。电路层面,我们提出了基于反相双圈耦合（OPDC）的等效跨导增强技术、基于电感反馈共栅短接（IFCGS）和寄生电容消除的Cascode级间设计、有源补偿谐振峰控制技术。对于PS,我们从MOS管建模和宽相移平坦度出发进行设计。最终测试结果表明LNA 1获得17.1 d B的峰值增益以及-10.2 d Bm的输入1 d B压缩点,LNA 2实现了23.1 GHz的3 d B带宽。该5-bit相移器在65-70 GHz范围内获得3.5°-7.3°的方均根相位误差。然后基于上述LNA和PS的设计经验和测试结果,我们进一步完成了整个77 GHz高鲁棒性的八通道相控阵汽车雷达接收前端的设计。基于PCB测试和成品率出发,考虑金属键合线影响和工艺角偏差两个设计难点。首先对金属键合线进行HFSS建模带入低噪声放大器进行噪声匹配和阻抗匹配的联合设计,然后利用谐振峰控制技术对放大器单元进行宽带设计以解决工艺角问题。在相移器模块则是利用尾调谐网络来抵御工艺角偏差。后仿结果表明:在TT40°C工艺角下八通道整体功耗为420 m W,接收机的单通道峰值增益可达18.6 d B,3 d B带宽覆盖了76-81 GHz的范围,最高增益处的IP1d B性能为-19.4 d Bm,最优噪声系数为7.7 d B。阵列增益图表明该接收机可以实现大于20 d B的peak-to-null,大于10d B的peak-to-peak,以及8°的3 d B波束宽度。除了SS140°C工艺角以外,该芯片在-40～140°C的温度范围内,不同工艺角均满足设计指标要求。二、对于250-400 GHz的时域流水、频率交织成像雷达收发前端:我们研究并设计了通道切换模块和其中某个通道（287.5-306.25 GHz）的版图及后仿真。针对各通道间如何平滑切换以及收发如何共用天线这两个难点进行设计。首先,我们完成了一款增益平坦度为1.5 d B的可重构威尔金森功率分配器,并仿真验证了其如何实现通道间的平滑切换。然后介绍了单通道中的六倍频器模块,输出二倍频和输入下混频模块以及基带滤波放大电路的设计。本文重点阐述了输出二倍频器和输入混频器如何利用负载线匹配和输入阻抗进行联合设计以实现噪声系数和输出功率的折衷。最终整个单通道在109.8 m W的功耗下实现了19 d B的最优噪声系数,-1.5 d Bm的IP1d B的同时还达到了-3.2～-0.7 d Bm的输出功率。