毫米波目标探测是利用目标、背景的电磁热辐射来实现的,与可见光及红外探测相比,毫米波目标探测在雾、云、烟尘、沙暴等恶劣气候条件下具有潜在的优势。目前毫米波目标探测系统普遍采用单天线波束进行机械扫描成像方式,但是却存在着空间分辨率不高和灵敏度较低的不足。近年来,随着毫米波固态器件以及高速信号处理技术的迅速发展,高灵敏度、高分辨率的多波束阵列目标探测技术正引起军事和民用领域浓厚兴趣。本论文首先总结了毫米波目标探测技术的国内外发展动态及毫米波目标探测技术的一般理论和原理,并重点分析了毫米波焦平面成像系统和合成孔径成像系统的原理,系统组成及其关键技术。然后根据毫米波目标探测理论搭建了以毫米波焦平面成像为应用背景的8mm波段单通道直接检波式探测系统并做了原理性试验,验证毫米波目标探测基本理论。最后本文详细给出了一种毫米波目标探测系统的设计方案。该系统采用的是32通道焦平面阵列多波束成像体制,系统工作在8mm波段用以提供90×15°视野并且在晴朗及有雾的天气状况下能在6秒内对周围景物进行成像。本文根据系统温度灵敏度、角分辨率、成像时间等参数要求,对系统天线类型、直径,接收机类型、积分时间、射频增益、视频放大器增益,定标方式,数据采集卡的采样频率、编程及驱动装置的扫描速度、扫描类型等进行了详细的分析设计。