随着无线通信系统的不断发展,微波电路实现小型化和低功耗的需求越来越高。在民用通信、电子对抗、毫米波雷达等领域,微波单片集成电路（MMIC）因其高集成度、低功耗、高工作频率、高可靠性、低成本等优点而被广泛应用。倍频器和功率放大器是微波毫米波通信系统中的关键组件,本文调研了毫米波倍频器和宽带功率放大器的国内外研究现状,针对微波毫米波通信系统对倍频器和功率放大器的需求,设计了一款W波段毫米波八倍频器芯片和一款X-Ku波段宽带高功率放大器芯片。（1）基于100 nm Ga As p HEMT工艺,设计了一款W波段的毫米波八倍频器芯片。为了解决单端倍频器谐波抑制度和输出功率较低的问题,本文采用了基于谐波陷阱的匹配网络,从而改善了单端倍频器的谐波抑制度。通过优化倍频器结构和级联驱动放大器,提高了八倍频器的转换增益和输出功率,最终实现了一款紧凑且具有高谐波抑制和高输出功率的毫米波八倍频器芯片。在102.4-112 GHz频率范围内,该倍频器输出功率大于13.5d Bm,最大功率达到15.2 d Bm,各次谐波抑制度均优于42 d Bc,带内转换增益大于13.5d B。整个八倍频器芯片面积为2.0×1.5 mm~2,功耗为646 m W。（2）基于250 nm Ga N HEMT工艺,设计了一款X-Ku波段的宽带高功率放大器芯片。该功率放大器采用三级电抗匹配结构,末级采用了低损耗的功率合成网络来实现八路功率合成与输出匹配。为了解决由晶体管增益滚降引起的增益不平坦问题,本文通过负斜率的级间匹配损耗来进行补偿,并通过有耗匹配实现了较低的输入驻波比,最终实现了一款超宽带高功率放大器芯片。在10-18 GHz频率范围内,该功率放大器的饱和输出功率大于44.2 d Bm,最大功率达到45.3 d Bm,功率附加效率超过26%,饱和增益大于19.7 d B。整个芯片功耗的平均值为94.5 W,整个芯片面积为3.9×3.6 mm~2。