耀斑过程会产生大量高能电子。这些高能电子的加速机制问题是耀斑物理的一个核心问题,同时朝向地球方向运动的高能电子会威胁地球空间系统中的卫星设备与人员安全,是引起空间天气灾害的核心要素之一。太阳毫米波辐射的频谱强度变化对于高能电子的数量和能量变化高度敏感,是探测高能电子性质、进行灾害预警的重要指标之一。受大气吸收及湍动影响,对于以氧气吸收峰为中心的毫米波频区（50-70 GHz）,难以在地面开展有效观测,须进行空基观测。迄今为止,国内外尚未实现相应频段的空基观测,因此对该频段进行空基观测研究具有较为重要的科学意义与应用前景。本课题为山东大学空间科学研究院空间电磁探测技术实验室申请的基金委国家重大科研仪器研制项目—星载太阳耀斑毫米波辐射探测谱仪项目（该项目已于2021年底获得国家基金委资助）的前期原理性验证。本文重点进行了探索大气吸收峰60 GHz附近的太阳辐射流量与大气衰减之间的关系、完成50 GHz以上四通道左/右旋太阳射电谱仪的架构搭建和初步测试、完成室外太阳观测实验并对相应频段观测结果进行初步分析的研究工作,为该重大科研仪器研制项目的顺利推进提供了初步理论支撑和技术积累,也为将来在大气吸收峰60 GHz附近进行天地（高海拔）联合观测提供了技术支持。本文主要研究内容如下:（1）对50-70 GHz频段的观测参数进行了计算,确定了系统的大致架构。根据太阳微波辐射理论计算了相应频段的宁静太阳辐射流量;根据SKA文档的谱线积分计算方法计算了相应频段的大气衰减与天空噪声温度;确定了系统的观测频段、下变频结构;计算了系统参数,系统的增益拟定为30dB左右,噪声系数在3dB左右;在保证1%的增益波动下,在两个频段灵敏度分别为11.3 SFU（Solar Flux Unit,10-22W/Hz/m2）、30.6 SFU。（2）完成了系统链路的搭建和仿真。根据观测频段与器件调研情况,确定了系统的总体设计方案,对射频模拟前端、模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）、MCU（Microcontroller Unit,MCU）部分进行了选型;绘制了 AD采集电路板的原理图;使用Simulink进行了射频链路仿真并模拟观测效果,仿真结果显示,宁静太阳信号在50.5-51.5 GHz频段处会造成3 dB的信号上升,在53.5-54.5 GHz频段处上升幅度微小,没有肉眼可见的明显上升现象。（3）开发了系统上位机软件平台。基于MFC平台进行了上位机软件的开发,实现了 MCU与PC的串口通信、实时图像显示、实时存储、手动保存与曲线清空等功能。在软件系统完备后,使用上变频的测试方法对系统进行了测试,得到接收机系统的线性度0.99994以上、线性动态范围20 dB与系统增益25 dB。（4）进行了太阳观测实验,并对结果进行了分析。分别进行了单通道和四通道观测实验,均能明显地观测到宁静太阳,在50.5-51.5 GHz频段处的实验结果较符合仿真结果,宁静太阳辐射流量强度在底噪基础上造成了 3 dB左右的信号幅度上升;而在53.5-54.5 GHz频段处的实验结果为单通道实验与四通道实验中分别有3 dB、1.2 dB的明显上升,与仿真结果差异较大。此外,不同天的室外太阳观测实验结果也不相同,且会受到天气影响。本观测系统为50-70 GHz星载太阳耀斑毫米波辐射探测谱仪的地基原理样机预研,以小型化的接收机架构实现了两个频段左/右旋四路宁静太阳辐射流量的地基观测。经过测试,系统的线性度可达0.9994以上,平均增益为25 dB,拥有20 dB的线性动态范围,可以稳定观测到宁静太阳,为后续项目的推进打下了坚实基础。