目前毫米波技术在军事和日常生活中的应用越来越广泛,例如,弹载毫米波辐射计制导系统、机载及星载被动毫米波成像系统、机场入口处的安检系统等,为了改善毫米波技术的应用,本文对3mm波段信号的采集及图像信号的处理进行了研究。在信号采集部分,论文首先分析了探测系统的基本原理;然后采用直流Dicke式辐射计对水面、草地、水泥地及金属板等面目标进行一维探测实验,得到目标在不同入射角的视在温度,并对实验数据进行分析;接着,再利用直流Dicke式辐射计分别对缩比金属坦克和金属板进行二维探测实验,对比分析相同材料的立体目标和平面目标的视在温度;最后,采用交流全功率辐射计,在室内对匿藏金属目标的人员进行扫描成像,检测出金属目标,并在室外对缩比金属坦克进行了扫描成像。在图像处理部分,论文利用空域及小波域的算法对毫米波辐射图像进行去噪处理。经分析,梯度倒数加权平滑、自适应中值滤波及小波半软阈值算法去噪效果较好。另外,为了更好地进行后期的目标识别,本文针对毫米波图像的特点,利用图像插值和直方图修正进行增强处理,并通过Matlab仿真分析这些方法的有效性,寻找最优方法。根据仿真结果,相比较而言,三次卷积法是最精确的插值方法,而插值局部直方图均衡化是最好的直方图修正方法。