在航天探测应用中,毫米波辐射计凭借其灵敏度高、保密性好、机动灵活等优势得到了广泛应用,本文基于毫米波技术,采用波导-微带混合集成方式,成功研制出一款3mm辐射计前端系统。本文经过研究论证各类辐射计的优缺点,最终确定采用直接检波式辐射计类型,针对直接检波式辐射计类型中采用滤波器形式,本文设计了腔体滤波器型和平面滤波器型两种架构形式,针对两种架构形式分别从设计的难易程度、电路的可实现性、装配的便捷性方面分别进行了分析说明,最终确定了本课题研究的辐射计链路设计采用腔体滤波器式架构实现。链路中设计的所有部件均经过自研实现。课题设计对比了几种波导微带过渡结构,最终确定本课题设计采用波导-探针-微带过渡结构,这种过渡结构,电路结构简单,易于设计以及加工实现,同时也方便装配,研制结果表明,该过渡结构满足本课题设计要求。腔体滤波器设计结构采用H面波导滤波器结构,这种设计结构便于链路系统实现一体化集成,且便于链路的装配,滤波器实测结果插损优于1.2dB,反射系数优于-10dB。论文中低噪放的设计采用MMIC电路设计,这种设计结构简单、性能稳定且容易实现集成,论文中的这款低噪放增益可以到21.2dB,反射系数低于-9.5dB,噪声系数2.8 dB。检波器的研制采用OMMIC公司的CGY2807AUH/C1检波管,这是一款宇航级的GaAs高性能零偏置检波二极管,检波灵敏度最高可达到8500mV/mW,检波器在设计过程中,除了需要对检波二极管输入出端进行阻抗匹配外,还需要设计低通滤波器对检波器输出信号进行滤波,滤除掉混在输出直流信号中的基波以及杂波信号,从而提高检波灵敏度。为了达到设计对输出电压的要求,输出端的视频放大倍数达到100倍。到此链路所有部件都研制成功。本文对毫米波辐射计进行了定标测试,定标测试采用两点定标方式,冷源采用液氮负载(70k),热源采用温度恒定的加热负载,该加热负载温度稳定在350k,实验中成功对辐射计进行了定标,并根据两点定标方程确定了辐射计的定标曲线。本次课题设计总的来说达到了预期的研制目标。