随着移动通信和移动互联网的快速发展,人们对无线传输速率及数据流量的需求呈现出指数上升趋势。为了解决未来高速率、高数据密度、海量连接以及应对各个不同应用场景的问题,世界各国已投入大量的人力物力研究面向2020年及未来的5G移动通信系统,5G正在成为全球移动通信领域新一轮技术竞争的焦点。5G射频系统的关键技术包括大规模MIMO、毫米波频段、同频全双工等。本文主要针对可应用于5G毫米波大规模MIMO系统的毫米波发射前端开展研究。论文依据毫米波频段5G系统的特点确定了射频发射机的结构方案,采用多通道射频满足大规模MIMO的需求,在此基础上重点设计了每个发射通道的实现方案。采用高集成度的发射机芯片设计了两种工作于40GHz频段的毫米波发射通道。其中一种是前端与天线分离形式,通过安装波导喇叭天线进行信号的发射;另一种是一体化天线形式,通过集成于电路板背面的贴片天线阵列进行发射。两种毫米波发射前端电路板单元的尺寸均为20mm*20mm。接着,设计了中频与本振分配模块、电源供电模块和本振锁相环模块,其中中频与本振分配模块包括多通道中频放大电路以及本振功分和放大电路。论文最后完成了单通道毫米波发射前端电路板、中频电路板、电源板以及本振锁相环模块的设计与测试,测试结果验证了设计方案的正确性和可行性。