毫米波具有通信容量大、成像分辨率高、制导精度高等显著优点。随着5G毫米波的推广与应用,毫米波技术的研究越来越深入,所涉及的频率也越来越高,已经快速向W波段发展。W波段的微波器件由于插入损耗等因素多采用波导结构,尤其在大功率传输和发射应用下,为了保证系统有足够高的功率容量,波导结构通常还需要进行过模设计,伴随而来的则是器件的测试。空间辐射场的幅度和相位测试是检测这类毫米波器件性能的重要手段。本文的主要任务是开展对W波段空间场幅相测试技术的研究,提出利用扩频模块和鉴相芯片相结合的方式,设计一种小型化、低成本、操作简单的W波段幅相测试系统。本文的主要工作内容如下:1.本文首先简单介绍了毫米波的特点,并综述了幅相测试技术的国内外现状和发展动态。然后基于超外差接收机结构设计了幅度测试子系统,并利用微波鉴相器件设计了相位测试子系统,再将两者结合在一起构成W波段空间场幅相测试系统。针对相位测试子系统进行了验证性实验,发现并分析存在的问题,重点解决多个支路相位相参性问题,进一步改进并完善系统方案。2.针对对测试系统各模块展开具体设计。设计了基于锁相环的宽带频率合成源,测试结果表明频率源具有优异的相位噪声和杂散抑制,完全满足系统的指标要求。利用HFSS软件对基于鳍线的WR10波导微带过渡结构进行了设计和优化,在全波导带宽内反射系数优于20dB,插入损耗小于0.3dB。基于低噪声放大器、混频器和倍频器的基本理论和设计方法,设计了W波段放大器、基波混频器和倍频器;为了提高变频接收机的灵敏度,还设计了窄带微波幅度和相位检测电路。W波段较短的导波波长很容易引起器件腔体的谐振,文中还重点解决了腔体的谐振问题。在系统整体级联与调试过程中,对遇到的灵敏度、动态范围等问题进行了分析,并提出了改善措施。3.利用所研制的幅相测试系统对W波段双工器进行了测试,实际测试结果与理论计算结果符合得较好,表明该系统具有较好的实用性和可靠性,可以满足W波段器件实际的测试需求。