毫米波在通信与雷达系统应用中具有独特优势,体现在:一是毫米波频谱资源充足,可以有效缓解微波频段频谱资源紧张的问题;二是毫米波较大的工作带宽易于满足目标应用需求对于通信容量、系统设备性能等方面的要求。各种通信与雷达探测的应用需求牵引毫米波技术研究不断深入,整个工业界与学术界均针对毫米波技术与应用展开了广泛而深入研究。根据毫米波系统设备集成化、小型化的发展趋势,毫米波集成电路及其先进封装电路都是毫米波系统应用发展推广的关键技术与研究热点。论文针对毫米波发射电路,展开了Ka波段CMOS上变频芯片和GaN放大器芯片的研究;针对毫米波接收电路,展开了W波段的封装集成接收电路研究。论文主要工作分为以下三部分:一、硅基工艺Ka波段上变频器的研究。为了提升上变频器的中频带宽与线性度性能,采用了一种两路跨导级的方法,并解释了其对于提升线性度与中频匹配的原理。同时研究了基于变压器的差分巴伦,借此来实现宽带阻抗匹配。基于上述原理,设计了一款以38 GHz为射频中心频率,采用55 nm RF CMOS工艺的Ka波段上变频器,该上变频器的中频带宽为9 GHz-16 GHz,OP1d B为2.1 d Bm,芯片面积为0.9×0.7mm~2,整体功耗仅为17 m W。二、氮化镓（GaN）工艺Ka波段单级放大器的研究。基于0.15μm GaN HEMT晶体管工艺,设计了一款增益为8 d B,最高功率附加效率为29%,OP1d B为29 d Bm,芯片面积为0.9×0.3 mm~2的单级GaN功率放大器芯片,该芯片可作为Ka波段发射前端的末级功放使用。三、基于金丝引线键合的封装工艺,设计将94GHz收发芯片封装集为接收电路模块。首先对键合金丝的互连结构模型进行了理论分析,利用电磁全波仿真方法,建立键合金丝互联结构的模型,对键合金丝互联过渡结构在W波段的传输特性进行了详细分析仿真,优化其结构参数,确保键合金丝互联过渡结构在W波段具有良好的传输特性。在此基础上,研制了两种结构的接收电路,一种为W波段信号通过波导口馈入至接收电路中,一种为W波段信号通过SIW缝隙天线接收至接收电路中。在实验测试中,两种结构的接收电路性能良好,由波导馈入W波段信号的模块得到了约4 GHz接收变频增益大于零的接收带宽;由SIW缝隙天线接收W波段信号的模块得到了接近3 GHz接收变频增益大于零的接收带宽。