无源毫米波成像的原理是利用场景和不同目标自身的毫米波段辐射能量分布差异实现成像。由于无源毫米波成像具有穿透烟云雨雾、战场硝烟,全天时、全天候工作的能力;可穿透包裹层探测非金属目标,具有良好的反伪装能力;体制上为无源探测系统,不易被发现。以上优点,使其在场面监视、飞机盲着陆、战场监视、军事侦察、反恐斗争等领域中具有重大应用价值。但是,由于天线孔径尺寸的限制和衍射受限的影响,导致系统获取的图像分辨率较低。因此,需要对无源毫米波图像进行超分辨处理,以提高获取图像的分辨率,保证后续的图像观测和分析工作的顺利进行。本论文在国家自然科学基金项目的支持下,对无源毫米波成像的关键技术之一,即超分辨算法进行研究,主要内容包括:1.分析了无源毫米波成像超分辨与图像复原、图像分辨率增强、序列图像超分辨的异同,归纳出了实现无源毫米波成像超分辨的条件和思路,其对超分辨算法的设计具有指导性的意义。2.针对以往算法的先验建模的不准确性以及参数选取的困难等问题,以小波域的最大后验估计为基础,通过加入非线性投影并实现参数的自适应更新,研究了投影小波域MAP超分辨算法,实验结果获得了良好的超分辨效果。3.利用图像在过完备基表示下的稀疏性,研究了基于稀疏先验的超分辨算法,实验结果获得了良好的超分辨效果,尤其在小信噪比下具有比其它算法更优的半收敛性。4.对最大似然频谱校正算法存在的问题进行了分析;并通过构造新的光传递函数及新的频谱校正公式,研究了修正的最大似然频谱校正算法,实验结果获得了更好的超分辨效果。5.分析了多帧处理在无源毫米波成像超分辨中的必要性;并利用同一场景的具有亚像素平移的多帧序列图像,研究了多帧无源毫米波成像超分辨算法,解决了无源毫米波成像中的频谱混叠问题,实验结果获得了良好的超分辨效果。综上所述,本文所作的研究结果和研究的算法,不仅能够实现无源毫米波成像超分辨,而且对后续相关算法的研究设计和改进具有指导意义。