正交混频器是一种集频率搬移和相位转换于一体的混频器，在雷达、通信、遥感遥测等微波、毫米波系统中有广泛的应用。V波段蕴含着极大的频谱资源，但目前国内该频段的技术基础及应用研究尚处于起步阶段。本文采用混合集成电路研制了一种V波段宽中频I/Q混频器，并对其设计方法、测试方案及其在镜像抑制混频器方面的应用进行了深入的研究。论文的主要内容包括:　　1、以实现混频器的宽中频带宽为目标，采用五端口混合环代替传统的四端口混合环方案，对V波段反相型单平衡混频器进行了仿真分析与优化设计。首先采用紧凑型耦合微带线结构设计了一种通带为52-68GHz的V波段宽频带、低插损带通滤波器，并将其与宽带波导-微带探针过渡连接起来进行精确的建模和仿真优化。采用高低阻抗线结构设计了截止频率为30GHz的中频低通滤波器，该滤波器同时对50-70GHz的射频信号具有23dB以上的抑制度。在此基础上，建立了带通滤波器、波导-微带探针及中频滤波器与五端口混合电桥的一体化HFSS仿真模型，通过优化电路参数，提取了其五端口S参数。最后，选用UMS公司DBES105a型号的肖特基势垒二极管和介电常数为2.2、厚度为0.127mm的Rogers Duriod5880介质基片，利用ADS对单平衡混频器进行整体谐波仿真优化，得到了中频带宽5GHz以上、变频损耗10dB左右的仿真设计结果。　　2、完成了带通滤波器、单平衡混频器微带电路及屏蔽腔体的加工制作、电路组装与性能调试。首先单独测试了带通滤波器的性能指标，连同两个波导-微带转换的插入损耗在55-65GHz范围内实测结果为1.6-2.1dB，实现了良好的低插损性能。合理设计了V波段单平衡混频器测试方案，构建了实验测试平台，并对组装完成的两套单平衡混频器的性能进行了实验测试。结果表明:在固定本振60GHz，射频在55-65GHz内扫频，输出中频在0-5GHz的频率范围内，变频损耗典型值为13dB;在固定本振55GHz，射频在52-60GHz内扫频，变频损耗典型值为11dB。所研制的混频器中频带宽达到了国外同类产品的指标。最后，将实测结果与仿真分析结果相对比，分析了幅相平衡度对混频器性能的影响。　　3、在上述单平衡混频器研制的基础上，采用本振信号同相功分，射频信号正交功分实现正交混频器的设计方案，设计、加工并组装测试了E-T结3dB波导功分器和E面分支线3dB波导正交耦合器，将它们与两个性能一致性良好的单平衡混频器组合起来，构成了一种V波段正交混频器组件，测试了该组件的变频损耗等主要性能指标。测试结果表明:在固定本振频率60GHz，射频在55-65GHz内扫频，输出中频在0-5GHz范围内，下边带变频损耗典型值为15dB，上边带为17dB; I/Q两路中频输出信号的正交性能良好;本振端与射频端的隔离度典型值为25dB。　　4、对V波段I/Q混频器在镜频抑制混频器方面的应用进行了实验研究。利用实验室已有的中频耦合器模块与上述I/Q混频器组件组装起来，利用正交混频器输出中频等幅正交的特点，构成一种平衡式的镜像抑制混频器。实验测试结果显示，当固定中频为100MHz时，在54-57GHz的射频范围内，镜频抑制优于15dB，在54-62GHz内，优于10dB。另外，分析了利用正交混频器实现移相式单边带调制器的原理与特点。