近年来,得益于MMIC、HMIC技术的发展以及各类芯片制程不断提升进化,小型化成为电子设备发展的重要趋势之一。这一趋势一方面为人们的日常生活带来了诸多便利,也为某些领域的科研学者提供了更为丰富的研究手段,但另一方面也为安检、保密等领域带来了更多的压力。受非线性目标的谐波再辐射特性影响,当非屏蔽非线性目标受外界电磁波照射时,其散射波中包含谐波分量,而相同条件下的线性目标则只会散射出与入射波频率相同的基波分量。非线性目标探测器正是以此特性为基础,实现对包含各类非屏蔽非线性器件的高抗干扰探测。本文从非线性目标探测器的实际应用领域着手,介绍了其大致分类与发展趋势,展示了对其展开深入研究的重要意义。进而,对非线性目标与非线性探测器的基本特性方程进行推导,结合几类典型的发射机架构与对应的性能指标,确定了本次设计的非线性目标探测器发射模块的指标与设计方案。具体设计方案包含了无源器件设计选型、有源器件设计选型以及发射机电路PCB设计与实现三大部分。在无源部分的设计中,依次对微带收发天线、微带低通滤波器、低温共烧陶瓷低通滤波器、固定值衰减器以及陶瓷电容进行了有针对性地分析、设计或选型;有源部分的设计则依次对频率源、射频驱动放大器、射频功率放大器与压控衰减器进行了分析与选型;PCB设计则依据射频PCB绘制规则进行,尽可能满足信号完整性与EMC要求。发射模块整体设计完成后,依次进行了发射机电路单独调试与发射机电路在探测系统整机中实际工作性能的综合测试。结果显示本次设计的发射模块在系统中工作状态良好,各频点信号输出功率均大于40.3dBm,二次三次谐波抑制度均分别大于112.4dBc、106.3dBc,10KHz相位噪声均小于-79.9dBc/Hz,鉴相泄露杂散抑制均大于64.5dBc,性能基本满足预期设计指标。最后,提出若干设计测试过程中出现的典型问题与解决方法,并对全文工作进行了总结,提出了设计中可进一步改进的不足之处。