基于微波热辐射的无源微波探测技术，利用目标自身固有的、无法隐藏的微波热辐射信号进行探测，是一种新颖且有效的探测方式，该探测方式不主动发射信号，只是被动的接收目标的微波辐射信号，隐蔽性强，而且不受气候条件和环境的影响，采用微波辐射计探测空中目标具有很重要的研究价值。微波辐射探测空中目标的技术优势是建立在对空中目标和场景的微波辐射特性的深入研究基础之上的。本文从物体的微波辐射特性入手，结合微波辐射计探测和测量的理论和方法，研究目标信源、大气传输信道和辐射计测量的空中目标的微波辐射特性，对远距离空中目标的微波辐射特性及其信号传输特性进行了较深入的研究：研究金属平面、金属立体目标以及涂有吸波材料的金属辐射亮温；研究了远距离空中目标的微波辐射传输特性，分析了大气、地表等不同背景环境对目标辐射的衰减和发射；建立了适用于探测空中目标的微波辐射和传输模型，并且通过对整个模型的仿真，验证其用于探测空中目标的可行性，为设计空中目标探测系统提供了理论基础；对典型目标的缩比模型进行测量，对实验数据和理论数据进行对比分析，验证探测空中目标的可行性，探索采用微波辐射计探测空中目标的方法。