W波段是指频率在75～110GHz范围内的电磁波,在毫米波中,W波段是重要的窗口频率,其中心频率位于毫米波94GHz的大气窗口,因而在通信、遥感探测等方面应用日益广泛。作为系统中的关键器件,混频器的指标极大程度上影响着系统整体的性能,分谐波技术因可以降低本振源的要求而得到广泛应用。本文首先介绍了基于肖特基二极管技术的谐波混频器国内外发展动态,在此基础上,对肖特基二极管应用于谐波混频器的原理和设计方法展开了研究。在W波段,由于肖特基二极管封装寄生参数对混频器性能的影响已经非常显著,因而利用集总等效电路法对VDI公司的W波段肖特基反向并联二极管对R23C15进行了相关参数的分析,基于肖特基二极管物理模型来充分考虑封装寄生参数,建立较为准确的反向并联二极管对等效模型。为了克服基于分立器件仿真的传统谐波混频器设计方法优化空间不大而难以得到最优变频损耗的缺点,在基于器件级建模仿真的基础上,使用全局性系统级仿真优化方法,对影响谐波混频器性能的关键参数进行优化,最终在固定本振条件下仿真结果如下：W波段二次谐波混频器在80～100GHz内变频损耗优于9.4dB,W波段四次谐波混频器在84～96GHz内变频损耗优于11.2dB。加工并测试了W波段四次谐波混频器,测试结果表明在82～94GHz内变频损耗小于14dB,验证了管对等效模型建立方法的合理性,确立了一种高效可靠的谐波混频器设计方法。