混频器是微波通信、遥感、遥控、雷达、微波测量等电子系统的重要部件，其变频损耗、镜频抑制度、噪声等参数的好坏将直接影响上述电子系统的性能。本文介绍了混频器的国内外发展动态，混频器的基本理论，以及分析方法，同时分析了不同混频电路的特点，以及它们之间存在的差异。根据前面的分析和课题指标的实际要求，本文选用了谐波混频器与镜频抑制混频器相结合的谐波镜频抑制的方案。文中给出了详细的仿真优化步骤。利用ADS软件和HFSS软件仿真了二次谐波镜频抑制混频器和四次谐波镜频抑制混频器，这些混频器分别由两个单元谐波混频器、射频正交功分器、中频正交合路器、本振同相功分器组成。谐波混频器采用反相并联二极管对作为变频元件，实现频率变换。射频正交功分器由一个威尔金森功分器和一段四分之一射频波长的微带线组成，实现功率分配和相位正交。为了避免该功分器两支路之间出现强耦合，其结构采用变形的威尔金森功分器。同时，本振同相功分器采用威尔金森功分器，中频正交合路器采用集总参数移相器和集总参数威尔金森功分器。本文采用混合集成电路，基片采用Rogers RT/Duriod5880研制了两款混频器。测试结果显示，在射频带宽20~21GHz内，二次谐波镜频抑制混频器变频损耗低于11.8dB，镜频抑制度高于20dB；四次谐波混频器变频损耗低于14dB，镜频抑制度高于21dB，其结果达到了计划指标要求，从而验证了本文的研制方案的可行性和理论分析的正确性。