本文研究的三毫米上变频系统可用于构成毫米波目标仿真系统中的阵列馈电分系统。它包含本振倍频链一套、三路功分一套以及三毫米上变频器三只。其中，三毫米上变频器是整个系统的核心。根据目前毫米波技术的发展动态以及毫米波上变频器的国内外研究现状，本文基于混合集成电路对整个系统进行模块化设计，将整个三毫米上变频系统主要分为三个部分，即本振倍频链单元、功分单元和三毫米上变频器。然后分别对系统整体以及各模块的设计原理、关键技术及解决途径进行了阐述。结合技术指标要求，本文研究了与三毫米上变频器相关的一些平面无源电路。设计了用于组件中的几种带通滤波器，并给出了仿真和测试结果，还对W波段威尔金森功分器进行了仿真研究。设计的功分器表明在W波段实现高隔离度非常困难，最终，将功分单元放在了Ku波段来实现。最后，结合系统指标分配，本文制作了三只三毫米上变频器，并完成了相关的直流稳压电源等设计。单只三毫米上变频器包含倍频器、放大器、混频器、滤波器以及过渡结构，根据指标估算选定了一个六倍频器将f local倍频至6*f local，然后经滤波放大为混频器提供本振信号，再与中频信号f IF上变频，得到输出信号6*f local fIF，最后将该信号放大输出。同时，本文完成了组件中相关的倍频器、放大器、滤波器等测试。文中还完成了本振倍频链及功分单元、三路上变频器单元的测试工作。测试结果显示，单个六倍频器在输入功率为3dBm时，输出功率为-4dBm，单个低噪声放大器ALHxxxx的增益约为15dB，单个W波段窄带带通滤波器的插入损耗约为5dB。本文所研制的三毫米上变频器还未能满足项目技术指标要求，当本振信号输入功率为3dBm时，三只上变频器中的倍频器与放大器均正常工作，但混频器芯片没有正常工作，目前仍在调试解决中。此外，两条本振倍频链均实现了良好的指标特性，这也验证了本文设计方案的可行性。