毫米波具有很强的穿透力,不会受到烟雾等恶劣天气环境的影响,可以进行全天时全天候的工作,并且能够提供更多目标物体的特殊信息,因此毫米波辐射成像技术近年来被广泛地应用于遥感监测、国防军事、公共安全和环境监测等领域。毫米波辐射成像技术是通过毫米波辐射计探测和接收目标场景的毫米波辐射能量,然后转化为电压信号进行硬件和软件等处理,最后将目标的亮温值以伪彩色图像进行显示。由于在实际的成像过程中,受到接收机部件、数据采样、周围环境温度和天气状况等因素的影响,获得的图像一般都具有较差分辨率。根据实际应用中对提高毫米波辐射图像分辨率的迫切需求,立足于毫米波综合孔径辐射成像技术、图像处理技术,开展了对目标物体进行高分辨率成像关键技术的研究,工作内容主要包括如下三个部分：(1)介绍毫米波辐射成像技术的特性以及综合孔径辐射计的国内外研究现状。简述了毫米波辐射成像技术的基础概念,其中包括毫米波的辐射测量原理、天线接收功率和温度的关系、全功率辐射计和迪克式比较辐射计的特点。本文根据毫米波的辐射成像原理分析目标物体的毫米波辐射特性,对存在不同介质的目标物体,其表面亮温与介质相对复介电常数及厚度之间的关系我们采用多层地物建模的相干法进行了建模分析。(2)毫米波综合孔径辐射成像的基本原理源于光学理论中的Van Cittert-Zernike定理,该技术从硬件角度提高了毫米波辐射图像的分辨率。文中分析了其关键技术难点：天线稀疏阵列、图像反演、系统空间分辨率和图像灵敏度等。设计了“L”型阵列的8mm辐射计系统,对多个点源目标和字母源目标进行了干涉成像仿真。(3)毫米波辐射图像处理技术从软件角度提高了毫米波辐射图像的分辨率。本文对毫米波辐射图像的滤波降噪、图像复原、图像重建和图像分割进行了尝试。使用了一种自适应的形态学复合滤波算法对图像进行滤波平滑；使用逆滤波、维纳滤波和盲反卷积进行了图像复原；采用最邻近差值、双线性插值和双三次插值进行了图像重建；利用分水岭算法对图像进行分割,提取了图像特征,与常见的微分算子进行了对比。本文工作不仅分析了目标物体毫米波辐射特性与成像结果的关系,还从综合孔径辐射成像和图像处理硬件和软件两个角度研究了获得高分辨率毫米波辐射图像的方法,其中所得的结果也为未来的实际应用提供了理论参考和设计指导,具有一定的实用价值和科学意义。