本文的主要任务是针对提高毫米波无源成像系统的分辨率和减小成像时间而设计一个多波束透镜天线。本文对多波束透镜天线进行了系统研究,主要包括成像理论、透镜的多点聚焦性能、馈源的设计与实现以及透镜天线的仿真实验方法等,概括如下:1.对国内外毫米波无源成像技术做了广泛回顾,深入分析了各种用于毫米波无源成像系统的天线技术。2.针对透镜天线中的透镜须多点同时聚焦以减小成像时间,对一些常见透镜的多点聚焦性能做了仿真分析,给出了透镜几何参数与其多点聚焦性能之间的关系。利用几何光学方法结合数学仿真设计软件MATLAB,成功设计出一副双焦广角透镜天线,并给出了设计方法和最终的设计参数。3.作为焦平面阵列成像系统,馈源的几何结构须有利于系统集成。为了提高成像分辨率,馈源的方向性须满足一定条件。本文分析讨论了常见的馈源形式,并重点针对E面锥削矩形介质棒馈源的电磁性能、设计理论和仿真手段做了深入研究,并进行了各项设计工作。4.针对透镜天线电磁仿真的困难,设计了基于线性叠加的仿真方法,讨论了满足线性叠加的条件。利用仿真得到的透镜天线辐射方向图,提出了对透镜天线结构的修正方法。