随着微波电路和半导体工艺的不断发展,小型化和高度集成化已经成为了现代通信系统的发展趋势。单片微波集成电路由于具有小体积、量产成本低及高稳定性等特点而成为了研究热点,在军用领域和民用领域的应用越来越广泛。混频器作为MMIC研究中主要的部件,具有重要的研究意义。有效的抑制镜像信号一直是单边带无线电系统的一个研究重点,作为镜像抑制混频器的一种,正交混频器能十分有效的抑制镜像信号,其性能好坏对通信系统的影响非常大。利用集总正交耦合器代替传统的Lange电桥,使得芯片的面积大大减小。通过对集总正交耦合器工作原理的分析,采用奇偶模激励法深入的分析了其单级结构,在此基础之上进行级联,得到了适用的两级结构,基于此设计出的正交耦合器具有良好的幅度和相位平衡度,使得正交混频器的镜像抑制能力得到了大幅度提升。混频单元采用双平衡结构,提高了电路的隔离度以及增加了带宽。在巴伦的设计中,采用螺旋巴伦代替传统的Marchand巴伦。针对双平衡混频器难以实现输入端口宽带匹配的缺点,在巴伦的两个初级线圈增加一个并联电容及一个串联到地的电容,构成了一个T型网络。采用该种结构的巴伦能够代替LC匹配电路,并且实现宽带匹配。采用WIN 0.15mm Ga As p HEMT工艺设计了一款6-10 GHz正交混频器芯片,芯片面积为1.5×1.15mm~2。测试结果表明,在6-10 GHz宽频带内混频器的变频损耗典型值为7 dB,镜像抑制度典型值为30 dB,本振端口到射频端口的隔离度典型值为36 dB,本振端口到中频端口的隔离度典型值为20 dB,射频端口到中频端口的隔离度典型值为38 dB,中频带宽为DC-3.5 GHz,P1dB大于13dBm。