W波段是目前军用毫米波技术开发的高端,频率源是W波段高频系统实现的重要部分。倍频器是实现毫米波频率源的一种重要方式,随着倍频器的发展和应用,倍频器方面的研究也不断地深入,如今倍频技术已经发展到一个新的阶段。本文系统地介绍了毫米波倍频器的发展概况和今后的发展趋势、实现倍频器的各种结构以及利用它们实现倍频的优缺点。详细介绍了二极管的倍频原理,以及常见的二极管倍频器电路的实现形式。通过对几种倍频方法的分析,结合实际条件,本文对W频段三倍频技术进行了研究,提出设计方案,并进行了电路仿真设计、制作与测试。结合实际情况,采用二极管平衡电路,使输入和输出信号相互隔离,输出口的偶次谐波分量低。输入采用WR-28波导接口,其输入和输出回路分别选用微带电路和减高波导。信号通过波导到微带过渡,再经过放大器放大,通过低通滤波器,以阻止三次倍频返回输入回路,最后经匹配枝节激励二极管对。考虑输出为W频段全波段,为配合广泛采用的3mm系统,输出采用WR-10波导接口。二极管对横跨在减高波导E面产生激励,并渐变输出到标准波导。采用高级设计系统ADS和场仿真软件HFSS对倍频器的电路进行了模型设计和仿真分析,设计的难点在于实现75~110GHz宽频带倍频输出,频带越宽,越难实现良好的匹配,利用HFSS对无源部分进行了三维场分析,对其中的重要部分如滤波器,输入匹配枝节和耦合槽孔进行了反复仿真和分析,找出其影响功率输出的关键点,并对设计的三倍频器进行了整体优化,得到了最佳设计。经测试,W频段宽带三倍频器基本达到设计要求,本文的研究对W频段三倍频的发展具有一定积极意义和推动作用。