毫米波国家重点实验室在毫米波亚毫米波理论与技术方向开展了卓有成效的创新研究工作，主要开展了毫米波亚毫米波天馈系统、毫米波亚毫米波准光技术、毫米波介质材料复介电常数测量、毫米波卫星通信地球站射频设备、太赫兹倍频和混频接收技术、毫米波模块与应用系统等研究工作，具体介绍如下：

在毫米波亚毫米波天馈系统方面，在国际上首先完成了375GHz亚毫米波准光单脉冲天馈系统的仿真设计与实物研制，实测实现了单脉冲和差方向图；在国内首次实现了400GHz太赫兹平面滤波器和系列325-500GHz准平面太赫兹高增益天线的研制；完成了毫米波段多款多模共口径天馈的创新设计和实物研制，并已在国防总体单位的型号任务上得到应用；完成了宽带平面单脉冲波导缝隙天线阵的研制，带宽性能居国内领先，并已在总体单位系统中得到应用，即将推向规模化应用。

在毫米波亚毫米波准光技术方面，主要开展了功率合成和波束变换技术研究,在太赫兹功率合成技术中，提出准光波束功率合成的新思路，仿真与实验取得重要进展；在准光波束变换技术中，完成了高斯波束、贝塞尔波束等各类特殊波束的透射式、反射式变换，并应用于亚毫米波波束功率合成技术和毫米波成像，使成像分辨率达到毫米量级。

在毫米波介质材料复介电常数测量方面，采用准光开放腔测量技术，研制了高温复介电常数测试系统，最高测试温度达到1200℃，已正式交付工业部门使用，在支持新装备的研究工作中发挥了重要作用，正在开展温度达到1500℃以上的介质材料复介电常数的测量研究工作。

在毫米波卫星通信地球站射频设备方面，先后完成了集成化卫星通信地球站L波段上/下变频器、Ku波段收发信机以及国内第一个Ka波段地球站射频收发信机，为毫米波卫星通信系统试验做出了重要贡献。在国防科工局的资助下，完成了各型号正样机设计定型，自2012年开始进入批量生产，并正式列装，在国防通信中发挥重要作用。

在太赫兹倍频和混频接收技术领域，采用太赫兹线性非线性协同仿真设计平台对国产首例太赫兹肖特基变容器件进行完整的物理建模、电路仿真优化及最终测试，验证了该型器件具有良好的变容特性，倍频电路输出功率指标优越，表明国产肖特基器件制备和器件电路设计逼近国际一流水平。参与了欧盟L-1级空间探测项目Jupiter Icy Moon Explorer（JUICE）中亚毫米波探测器研制任务，于2012年及2014年完成了0.6 THz、1.2 THz两套本振链路电路设计及实现，其中0.6 THz探测器灵敏度为目前全球最好指标。

在毫米波模块与应用系统领域，解决了一系列毫米波模块与组件的电路设计、工艺实现、系统集成及精确测量等关键技术，研制成功了Ka、V、E、W、D波段超宽带滤波器等无源元件，W、D、Y波段宽带谐波混频器与宽带无源倍频器、W波段超宽带功率合成放大器以及宽带下变频器等一系列高性能功能模块，相关技术指标达到国际水平；解决了多个型号工程中射频子系统的总体技术方案、核心部件研制、电磁兼容性设计等综合技术问题，研制成功了毫米波多通道接收组件、微波TR基本模块、毫米波专用变频器设备、W波段FMCW成像雷达射频系统、94GHz脉冲多普勒测云雷达射频前端、W波段六通道集成一体化辐射计、阵列式主动成像THz收发前端、车载毫米波雷达系统射频前端等多种微波毫米波雷达探测与成像系统中的射频前端子系统，已直接应用于国防重大型号工程和多项重点型号工程。