● 摘要
毫米波成像技术是以接收物体黑体辐射或者反射的毫米波信号来实现成像的技术，由于毫米波对雨雾烟尘等大气情况以及衣物纸张等的优良穿透性，毫米波成像技术在安防、搜救、防灾、汽车防撞等方面获得了快速的发展。以微波光子学方法实现的被动毫米波综合孔径上变频成像技术相比传统的毫米波成像技术具有体积重量小、成本低、分辨率高等优点，是国内外当前的研究热点。本文依据国家自然科学基金项目“宽带毫米波阵列光子学处理及相干成像关键问题研究”（批准号：61101154）和国防预研基金项目要求开展研究，主要针对被动毫米波综合孔径上变频成像技术，设计了一款集成了毫米波铌酸锂（LN：lithium niobate）电光相位调制器与毫米波接收处理电路的毫米波上变频接收模块，该模块在被动毫米波综合孔径上变频成像应用中具有体积重量小、方便布置等优点。完成的工作分为如下几部分：1）研究了铌酸锂电光调制理论以及调制器设计相关理论基础；2）设计了一款用于W波段的毫米波铌酸锂电光相位调制器，并在HFSS（High Frequency Structure Simulator）和FDTD（Finite Difference Time Domain） Solutions软件下分别进行了仿真，计算了调制器的理论性能；3）设计了接收模块中需要的毫米波滤波器以及毫米波矩形波导-共面波导（CPW：coplanar waveguide）传输线转换结构并进行了仿真；4）根据所设计的器件设计了毫米波接收上变频模块的整体布置以及封装情况。本文在设计过程中完成了大量的在HFSS中的电磁学仿真，获得的结果为以后相关设计奠定了基础。