在微波技术发展的过程中，微波测试仪器起到了先行军的作用。毫米波谐波混频器作为一些微波测试仪器的接收前端中必不可少的微波器件，其性能的优良直接影响到整个测试仪器的性能好坏。本文针对目前毫米波谐波混频器的研究多集中于对偶次谐波混频器进行研究的情况，介绍了工作频率在5mm波段和3mm波段3次谐波混频器的设计，并选用合适的测试方法对设计出的混频器进行了全面的测试。论文从混频二极管的工作原理出发，研究了奇次谐波混频电路的基本原理，分别设计出了射频输入端、本振输入端和中频输出端的具体结构，通过理论计算和仿真验证了方案的优良性和可行性，并对其进行了加工组装。由于混频器的输入输出频率不同，难以测量，在论文的最后还介绍了毫米波混频器的多种测试方法，并根据实际情况选取合适的测试方法对设计出的混频器进行了测试，得到了良好的实验结果。论文的主要难点在设计出合适的射频信号输入端结构，使射频信号能最好的加载到混频二极管上且不以微带线高次模的形式向其他端口泄露，以及中频输出扇形低通滤波器的设计。由实验结果显示，5mm波段3次谐波混频器的变频损耗优于18dB；3mm波段3次谐波混频器的变频损耗优于26dB，达到了设计的预期目标，具有重要的实用价值。