随着无线通信技术的不断发展,对小型化、高集成度的无线通信系统的要求日益增加。发射机作为无线通信系统中的重要组成部分,承担着放大和发射通信信号的功能。本文基于叠层多芯片组件（Laminated Multi Chip Module,MCM-L）技术,结合微波单片集成电路技术（Microwave Monolithic Integrated Circuit,MMIC）实现发射机系统的小型化,对300MHz-18GHz超宽带小型化发射机进行了设计和实现。首先,本文在充分调研国内外小型化射频收发系统的相关参考文献和分析预期设计指标后,对300MHz-18GHz超宽带小型化发射机系统进行了详细的方案设计,包括对发射机的结构和系统变频方案的选择,以及发射机系统中包括中频链路、射频链路和功率驱动链路等的设计,并利用ADS仿真软件对发射机系统的一些重要参数进行了仿真与评估,包括链路杂波、增益以及增益平坦度仿真。其次,对系统中的集成器件进行了芯片选型,对无源结构进行了小型化设计:主要包括超宽带垂直互连过渡结构、两个中频滤波器以及射频分段滤波器。其中,8.5GHz的低二中频滤波器采用微带发卡式滤波器;22GHz的高二中频滤波器采用基于交叉耦合的多层SIW滤波器;为了减少射频分段滤波器的数量,利于系统的小型化,选用开关滤波器组芯片,实现射频信号的分段输出。最后,根据系统设计方案,完成了发射机的射频电路和电源控制板的版图设计以及整机腔体结构的设计,通过微组装工艺完成了整机装配,最终整机尺寸大约12cm×4.5cm×1.5cm。并对整机进行了测试,测试结果表明,其输出信号频率覆盖300MHz-18GHz,输出功率达到24d Bm,增益达到44d B以上,增益平坦度小于±1d B,对带内及带外谐杂波的抑制达到50dBc以上,整机输出功率拥有24d B的动态可调范围,输出驻波小于2.0,满足指标要求。