雪崩二极管是传统的毫米波固态功率源器件,但利用雪崩二极管实现高次倍频的研究却报道甚少。雪崩高次倍频器能够将微波信号单级高次倍频至毫米波频段,它倍频效率高、输出功率较大,具有高频率稳定度和低相位噪声的特点,能够为毫米波应用提供优质的毫米波信号源。本文首先综述了毫米波的一般特性、毫米波倍频器的概况,接着介绍了雪崩高次倍频器的发展状况,提出了课题的研究目标。随后介绍了雪崩器件的基本工作机理和相关等效电路模型,并说明了雪崩器件的倍频机理。利用雪崩效应中强烈的非线性电感特性,基于非线性器件谐波提取的思想,对倍频器电路进行了优化仿真,采用雪崩倍频二极管研制了W波段雪崩高次倍频器。同时对波导E面带通滤波器结构进行了分析优化,研制的94GHz滤波器性能良好,满足了雪崩高次倍频器的要求。在实验研究中,雪崩15次倍频器最大输出功率4.29mW,倍频效率0.85%,实现了课题的研究目标。实验验证了利用雪崩器件在毫米波频段实现高次倍频切实可行,对这种新型毫米波频率源技术进行了有益的研究和探索。