焦平面阵列天线是一种多波束天线,它将多个馈源放置在通过聚焦天线焦点且垂直于主轴的平面上,利用馈源横向偏离聚焦天线焦点引起天线方向图发生偏转这一特点,产生多个偏离主轴方向的波束,从而对整个场景形成“凝视”。焦平面阵列天线这一特点使得其在被动成像系统中得到应用。本文首先分析了焦平面阵列馈源横向偏焦产生多波束的原理,并采用面电流法对偏焦抛物面天线方向图进行了编程计算。文中还对馈源横向偏焦对波束的影响进行了分析,分析表明馈源横向偏焦对波束的影响与偏焦量和焦径比f/D有关。在偏焦量较小的情况下,偏焦量与波束偏移角度呈现线性的关系,并且波束增益下降较小。在分析了馈源偏焦的基础上,本文设计了一套用于被动毫米波成像系统焦平面阵列天线。阵列采用4×4的交叉阵元排列形式,在水平方向上做一维扫描,可以实现对65°(水平)×8°(俯仰)的场景范围成像,角分辨率0.55°,成像速率5秒/帧,天线整体增益大于45dB。馈源阵列是成像天线的心脏,馈源形式的选择和尺寸的计算是焦平面阵列天线的重要内容。本文对拟用于焦平面阵列的两种馈源形式:直线渐变缝隙天线(LTSA)和角锥喇叭进行了仿真设计,并对影响LTSA性能的结构参数进行了分析。在仿真优化的基础上,对两种馈源形式进行了加工测试,测试结果与仿真结果基本一致。最后,本文对两种馈源形式间的互耦进行了仿真分析。