近些年来,以新型的固态量子自旋系统为热点的研究正在逐步形成了一个非常有实际意义的精密传感与测量平台。特别地,金刚石中的一种固有点缺陷——氮空位（NV）色心作为一种敏感传感单元受到广大研究人员的青睐。在室温环境情况下,NV色心具有稳固的结构、较长的相干持续时间、能够实现光学初始化与读出、以特定频率的微波对其量子态控制、良好的生物相容性,且没有毒性等优点,使其在核磁共振、半导体物理、生物医疗与生命科学、军事等精密传感和测量领域获得了非常广泛的认可。金刚石NV色心想要完成光探测磁共振,必须要操纵其量子自旋态,这时就需要微波对它的谐振作用。因此实现对产生微波作用的器件或者设备相关性能的检测就相当重要了,而NV色心量子传感与精密测量平台中的产生微波作用的是辐射天线,所以对于辐射天线的设计测试就显得非常必要。本文主要研究内容针对宽场NV色心成像平台下大面积微波均匀辐射特性的设计测试需求,通过高频模拟仿真软件模拟实现了2.87 GHz共振和均匀性为94%的模拟微波场,并且利用宽场NV成像平台对辐射天线进行测试表征。全文首先从天线发展过程中的不同参数性能改进方法简单介绍,又介绍了国内外研究人员通过辐射天线对于NV色心量子测量技术所取得的一些研究成果,紧接着说明了NV色心宽场成像技术的实质性研究进展,透露出该技术在辐射天线等一系列微波器件检测方面起到了一定的促进作用。然后叙述了辐射天线的基本设计理论和基于宽场NV成像的辐射天线检测原理。根据辐射天线对宽场成像技术的重要性,我们设计并搭建了金刚石NV色心成像测量平台,在光路平台和微波平台中,进行了对金刚石NV系综色心的量子态控制,再增加外加磁场偏置系统,完成其塞曼分裂,通过同步时序序列和处理系统得到获得相应的ODMR光谱。此外,还计算出1μm/pixel的成像系统空间分辨率和35μT/Hz1/2的成像系统探测灵敏度。最后我们对自己设计的辐射天线进行了相关测试。对比实验室已有的辐射天线,带宽提高了11.82倍,辐射效率提升了71.8%。此外,在4.4×4.4 mm~2特定区域上,均匀微波区域的面积达到了94%。基于本文的研究内容和结论,说明了辐射天线的设计测试对于宽场NV成像具有非常大的必要性,同时也指导了量子无损探测技术对其他微波器件近场分布探测和芯片诊断分析等研究思路。