在毫米波辐射计应用中,要求天线具有低副瓣、高增益和窄波束等电性能。本文主要研究天线副瓣对辐射计性能的影响,以及如何降低辐射计天线的副瓣电平。以教研室辐射计项目所需的三种天线为主要研究对象,这三种天线分别是：多模喇叭天线、卡塞格伦天线和偏馈反射面天线。首先,基于毫米波辐射计的工作原理,分析了天线的副瓣电平对辐射计性能产生哪些影响,以及由定标方程反演得到的天线温度中天线副瓣所起的作用。其次,给出了一种降低天线副瓣电平的多模喇叭天线设计方法。它主要是在喇叭中引入两次变张角结构以产生高次模,并设计一段长度可调的移相段,使高次模与主模之间在喇叭口面处有合适的相位差。仿真和实测结果表明,这种设计方法大大降低了天线的副瓣电平。再次,给出一种降低卡塞格伦天线副瓣电平的方法。针对卡赛格伦天线的遮挡问题,对馈源进行改进,设计了一种圆锥喇叭馈源代替以前的角锥喇叭馈源。仿真与实测结果表明,不仅降低了副瓣电平,增益也得到了提高。最后,研制了一种偏馈反射面天线。为了降低反射面天线的副瓣电平,将天线设计为偏馈结构,由于偏馈结构会引起较高的交叉极化电平,本文根据反射面焦面场特点,设计了一种新型多模匹配馈源。仿真和实际测量结果都表明,可以同时得到较低的天线副瓣和交叉极化电平,效果优越。