随着科学技术的快速发展,微波辐射测量设备在科学研究和工业领域中得到了广泛的应用,特别是在资源勘测、气象预报、灾难预防、气候检测等方面有着重要的战略意义。黑体辐射源可以为微波探测设备提供可靠的测量基准,是探测设备最重要的组成部分。而黑体辐射源的辐射性能则可以决定这些测量设备的精确度,因此为了能够得到准确的测量数据,必须提高黑体辐射源的辐射性能,所以对黑体辐射源的研究就显得非常重要。理想的黑体辐射源内部温度场是均匀等温场,但是现实中黑体辐射源内部温度场存在着温度梯度,这对黑体辐射源的定标精度有着不利的影响。本文主要针对黑体辐射源的温度场进行研究,完善黑体定标源结构,提高定标精度,设计出一套性能比较优异的黑体辐射源。论文主要研究内容如下:(1)通过查阅相关资料,依据国内外黑体辐射源的研究状况,提出黑体辐射源温度场目前存在着的问题,概述本文研究的意义。(2)根据黑体辐射源的技术要求,进行详细结构设计和温度控制系统设计,结构设计包括涂覆锥体的设计和加工方法、定标板的设计、加热装置的设计和保温材料的选择。而温度控制系统是以单片机STC12C5A60S2为温度控制核心,利用PID对温度进行控制调节,使黑体辐射源的温度精确达到设定温度。(3)应用ANSYS软件对黑体辐射源的温度场进行了热仿真分析,针对温度仿真结果,对黑体辐射源的部分结构进行优化设计,对优化后的结构进行热仿真分析,最后得出结构的最优方案。(4)根据黑体辐射源的结构特点,对锥体进行温度测量试验,并与仿真结果进行比较,验证模型仿真结果的正确性。通过对黑体辐射源结构优化设计,最大程度的减小黑体辐射源腔体内的温度梯度,提高了黑体辐射源的温度均匀性,满足技术指标的要求。通过试验测试结果验证了仿真的准确性,同时也证明热仿真模拟计算方法的可行性。论文的研究成果对后续的黑体辐射源研究和工程应用提供了一定的参考价值。