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近年来，随着毫米波固态器件和集成电路的发展，毫米波在宽带无线通信、成像安检、汽车雷达、医疗检测等民用领域展现了非凡的研究和应用价值。本文研究内容主要包括3mm探测器T/R组件的设计集成和目标识别关键技术。前者主要包括探测器系统方案设计和链路估算，微带天线设计，先进薄膜工艺与物理空间三维集成，目的是实现成本、体积、重量与功耗综合考虑的毫米波段高性能小型化雷达探测器;后者主要目标是运用算法提取人体心肺体征，挖掘毫米波技术在非合作目标、无感知、非接触式人体心肺活动检测方面的优势和潜力。 本文首先基于系统的信噪比分析以及高速运动目标检测和生物雷达探测器的系统需求，确定了高速运动目标检测探测器和生物雷达探测器的系统方案和指标分配。发射链路采用基频高次有源倍频方式，接收链路采用零中频接收机模式，在保证系统性能的基础上降低了系统的复杂度和成本。提出一种改进的H面波导微带探针过渡结构，该结构具有较高的冗余度并可实现输入输出端口在模块中心线位置，有效降低了加工装配成本以及互联测试的难度，提出并设计了毫米波自由振荡源测试系统以及功率校准测试系统，提高了测试的效率和精确性，对有源倍频器、下变频器等芯片的封装测试取得了良好的性能 本文采用物理空间三维立体结构设计3mm高速运动目标检测探测器，实现小型化集成，射频部分和直流偏置部分通过射频绝缘子和直流联排绝缘子垂直互联，提高了系统的隔离度和电磁兼容性;通过仿真和实验优化了金丝键合的方式，采用芯片外二次匹配优化的方法优化了互联的射频性能和牢靠性，利用半导体薄膜微系统工艺，在127μm厚度石英上实现收发天线。 本文最后设计了了一套交流耦合77GHz人体非接触心肺活动检测系统。提出并仿真验证了77GHz载频下交流耦合的可行性，降低了系统的硬件和软件开销;采用时域闭环校准方法，该方法利用标准正弦测试信号，在时域内进行不平衡校准，无需傅里叶变换等复杂操作，大大减小了计算的复杂度;采用离散小波变换对解调后的信号进行分解和重构，有效提取分离呼吸和心跳信号。测试结果表明此系统在简化系统复杂度的基础上，可以精确还原2m处静止人体的呼吸和心跳信号。