毫米波频段波长短，因而毫米波射频系统具有体积更小，通信容量更大，成像分辨率更高等优点，近年来在民用通信和军用电子系统上都有大量的应用出现。基于此，本文使用国产毫米波放大器芯片和国产微波介质基板，研制了一套毫米波上变频模块以及配套的高增益发射天线，主要完成的工作如下：
　　1. 对上变频模块的主要性能指标，增益平坦度、杂散抑制、输出功率等进行了详细的分析，进而分配了模块各级指标要求，并完成了有源器件的选型；对高增益发射天线的主要性能指标进行了评估，进而确定了透射阵列天线的形式。
　　2. 根据上变频模块的杂散抑制要求，对各频段滤波器的带外抑制和平坦度进行了分析和计算，进而确定了各个滤波器的关键指标；对6~8 GHz的三线耦合滤波器和Ka波段的发卡滤波器进行了分析、设计和加工测试，测试结果与仿真吻合良好且满足指标要求。
　　3. 基于混合集成工艺，对整个射频链路的微波平面电路和相应的屏蔽腔体进行了仿真分析，并设计了上变频模块的电源系统，最后对该上变频模块进行了加工、组装和测试，实现了15 dB以上的变频增益、输出12 dBm以上的1 dB增益压缩，以及良好的杂散抑制。
　　4. 研究设计了一款双极化高增益透射阵列天线。所提出的调相单元结构具有宽带的透射性能及平缓的相位响应，并通过利用调相范围互补的结构实现在33~38 GHz范围内传输损耗小于2 dB，且相位补偿达到360°的良好性能；本文还对透射阵列天线的设计理论、宽带设计方法做了深入介绍，通过对误差模型的详细分析，提出了阵列设计的有效方案，实现了在34~36 GHz范围32 dBi以上的增益、35%以上的口径效率以及小于-20 dB的副瓣电平的优异性能。