随着CMOS工艺特征尺寸的不断缩小,它越来越适于高频应用,并逐渐在部分应用上取代了成本较高的GaAs和bipolar工艺等。因此,使得射频、中频和基带集成在同一块芯片中成为了可能。混频器是射频系统中的一个关键模块。在接收器和发射器中,它通过两个信号的相乘来实现频率变换,对于下变换混频器,高的转换增益可降低接收器对低噪声放大器的增益要求并可抑制后面中频电路的噪声,而混频器的线性度则决定了整个接收器的动态范围,同时混频器也是接收器的一个主要噪声源,因此其性能的好坏直接影响到整个收发器的系统性能。由于混频器是一非线性时变系统,并存在一个较强的本振(LO)周期信号驱动,因此对其转换增益,噪声和非线性的理论分析比一般线性时变系统更为复杂。本文对当前使用最为广泛的Gillbert型混频器进行了详细的理论分析,特别是针对转换增益,噪声和非线性等性能参数建立了分析模型,并对已有的分析方法进行了优化与改进,使得其更方便于对电路的设计进行指导。本文的目的就是为射频电路设的计提供一种有效的理论分析方法来指导电路设计。本文首先对混频器的基本原理和性能参数进行了简单的说明,并对目前较为流行的几种混频器进行了介绍,对其性能和应用进行了简单的比较。而后着重分析了Gillbert型混频器的转换增益,噪声和非线性等性能参数,对已有的分析方法提出了优化改进。本文在前面理论分析的基础上设计了一2.4G下变换Gillbert混频器,增加了一个LO缓冲器使得在提高增益的同时保证了功耗基本不变,其仿真结果与前面理论分析基本相符,证明了前面的理论分析并说明了如何利用理论分析对电路设计进行指导。最后对整个研究工作进行了总结,并对论文的局限性进行了说明。