三维微波集成技术由于其独特的优势在实现电子产品的小型化、轻量化、高性能和高可靠性等方面得到越来越广泛的运用,是现代雷达系统、通信电子设备进一步提高集成水平必由之路。另外低温共烧陶瓷（Low Temperature Cofired ceramics,LTCC）技术由于其电路设计灵活、电路性能优异等特点,是构建三维微波集成电路的有效途径。本文以当前军民电子设备小型化、轻量化需求为背景,展开了三维微波集成技术的研究。当前多输入多输出系统的应用日益高涨,本文将其中的无源互连网络提炼出来,将问题聚焦到开关矩阵,展开对开关矩阵三维集成技术的研究。对三维集成技术中基板内部垂直互连和基板间垂直互连结构进行了建模仿真设计。针对基板内部垂直互连提出一种双枝节匹配的芯片键合口到LTCC基板内部带状线的垂直互连过渡结构,该结构通过带状线与信号通孔连接处加入双枝节匹配段,补偿金丝键合引入的电感,提高过度结构的截止频率,省去了常规过渡结构中一段微带线,节省基板表面面积,减小过渡结构的水平尺寸。仿真结果表明该结构可以有效改善芯片与带状线垂直互连的射频传输性能。针对基板间垂直互连提出了一种类“方同轴”排布的球栅阵列（Ball Grid Array,BGA）互连结构,通过在基板内部信号通孔处添加焊盘进行多块基板间垂直互连结构的阻抗匹配,仿真结果表面该结构可以适用于多达4块基板的垂直互连应用中。为保证模块电磁性能,本文对开关矩阵中16个子通道分类分段进行了设计和验证。设计并加工了一款工作于2～12GHz的4×4三维集成开关矩阵。该开关矩阵采用四块LTCC基板垂直堆叠而成,单片微博集成电路（Monolithic microwave integrated circuit,MMIC）芯片粘接于各基板的表面,芯片通过基板内部的带状线以及基板之间的BGA球进行互连,信号由最底层LTCC基板的底部BGA球进行输入输出。相较于传统的平面集成开关矩阵,水平面积大大减小。测试结果表明该三维集成开关矩阵就具有实际应用价值,对多输入多输出系统三维集成的发展具有一定的借鉴意义。