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近年来，随着移动互联网、物联网以及智能终端对无线通信数据传输速率、网络容量及密度需求的高速增长，移动通信网络面临着如何满足未来高密度、大容量和低时延的巨大挑战。为解决未来无线通信在增强型移动宽带、海量机器类通信和超高可靠超低时延通信三大典型场景下的应用需求，第五代移动通信技术(5G)正在被提出、研究和应用。本文主要围绕V-Band和Ka-Band频段毫米波通信前端T/R组件以及T/R组件中所需的毫米波有源倍频链路进行探索性的研究，重点分析并实现了应用于5G技术中的毫米波通信前端T/R组件以及组件所需信号源链路。实测结果表明，设计的毫米波信号源倍频链以及T/R组件均已达到毫米波无线通信系统进行高速、高质量通信的指标需求。本论文的主要研究内容和创新工作如下: 1.研制了毫米波高频段有源倍频链组件。该组件实现了基频信号源到所需毫米波频段信号源的倍频、滤波和功率合成放大。针对链路对输出信号的高功率需求，本文提出并设计了一种新型的五端口波导功率合成结构。基于该结构设计的功率合成放大器组件在V-Band输出信号的功率大于28dBm，组件合成效率高于94％。 2.提出了一种V-Band噪声系数测试频率扩展接收机组件结构。通过在方案中选用平衡式混频器和90°电桥结构，使得扩频组件实现了边带选择和镜像抑制的功用。基于设计的V-Band噪声系数测试扩展接收机组件可直接实现V-Band器件的USB或/和LSB的单边带噪声系数测试。实测结果显示，在50-70GHz频段内，设计的噪声系数频率扩展组件的变频增益大于15dB，噪声系数小于6dB，镜像抑制高于20dBc。 3.研制了一套高杂散抑制的60GHz短距离高速通信系统前端T/R组件。设计的60GHz频段通信前端组件通过集成变频模块外加放大器、滤波器选件实现了室内相距5m距离大于3.52Gbps的信号空口传输速率。为改善组件的杂散抑制特性，本文设计了一款60GHz频段的电容加载型滤波器。基于该滤波器设计的60GHz短距离高速通信系统的本振链路和射频链路具有大于50dBc的杂散抑制。 4.研制了一套28GHz中长距离通信系统前端T/R组件。组件采用低中频结构的方案，实现了毫米波频段信号的发射和接收。实测结果表明，在27.5-28.5GHz的工作带宽内，组件发射链路的变频增益高于20dB，输出功率大于15dBm;组件接收链路的噪声系数低于8dB，变频增益高于20dB。基于设计的T/R组件配合是德科技的测试仪表实现了毫米波信号传输的信道特性测量。