定向耦合器是一种具有方向性的功率分配器。它在微波系统中应用非常广泛。本文介绍了一种结构简单,制作方便的定向耦合器一单支线定向耦合器。并把这种结构的耦合器应用在W波段单平衡混频器中。在引言中,简要地介绍了定向耦合器和毫米波混频器的发展动态。在单支线定向耦合器的研究过程中,首先介绍了定向耦合器的基本技术指标,在此基础上详细讨论了单支线定向耦合器的工作原理。在分析设计单支线定向耦合器时,将奇偶模法与格林函数法结合起来,并借助于HFSS仿真软件对该耦合器优化设计,在W波段得到了较好的仿真与测试结果。在85GHz～91GHz频段上,两输出端幅度不平衡度小于1dB。各端口的回波损耗和隔离度均大于10dB。在接下来的测试结果分析中,提出了进一步改进的建议。为了验证单支线定向耦合器的实用性,采用该耦合器设计了W波段的单平衡混频器。本文在系统地分析了混频器的基本原理,技术指标和单平衡混频器的电路模型后,给出了应用单支线定向耦合器实现单平衡混频器的实现方案。在此基础上应用ADS仿真软件分析混频器的非线性工作状态,利用HFSS仿真软件精确地优化了单平衡混频器的匹配,并进行了电路的制作与测试。在90GHz—94GHz的频带内,混频器的变频损耗小于22.4dB。另外,本文对波导到微带的对极鳍线过渡和中频低通滤波器做了改进。仿真结果表明:鳍线过渡在85GHz～95GHz的频带内回波损耗大于28dB;低通滤波器的短路点带宽为21.5GHz。最后在结论中,总结出单支线定向耦合器可以成功地用于W波段的单平衡混频器中,这体现了它的实际应用价值。同时,也总结了课题所存在的不足,提出了改进的建议。