作为武器装备投入使用前必经的最后一道门槛——武器试验靶场（简称靶场），研究先进的测试理论、方法和技术进行科学试验以适应高新技术渗透下武器装备的迅猛发展，并真正考核和鉴定出武器装备的性能和技术水平，对不断推动武器装备发展及军事实力提高有重要的理论价值和现实意义。由于毫米波固有的突出特性，毫米波技术在靶场测试中具有不可或缺的应用优势，其具体作用包括内弹道测试、外弹道测试和目标特性测试三个方面。基于国内靶场测试技术现状与迫切需求，本文围绕着毫米波技术在靶场测试应用中的立体目标辐射特性测量、弹载毫米波交流辐射计干扰测试与评估、膛内弹丸运动参数测量以及磨损炮膛弹丸微动特征提取等关键问题展开深入的理论和实验研究，主要研究内容包括:　　(1)在毫米波交流全功率辐射计测量系统和辐射测量原理的基础上，分析了目前立体目标毫米波辐射特性研究采用的理论模型和方法存在误差的原因;提出了一种基于射线追踪和辐射温度相结合分析地面背景上立体金属目标辐射传播路径的方法，建立了简单立体金属目标天线温度的仿真计算模型;通过仿真和实验结果的对比分析，表明金属球体目标可等效为线性尺寸增大约1.3倍的非金属圆形平面目标;　　(2)提出了一种基于波形特征模拟的弹载毫米波交流辐射计有源干扰新方法，建立了探测毫米波干扰源的天线温度信号模型，理论分析和仿真研究阐述了干扰作用机理;同时针对该新型干扰方式设计了一种干扰效果评估试验方案，提出了“干扰带”概念作为评判依据，并以扫描螺距的2倍为干扰门限，实际外场高塔实验和测试结果验证了干扰方法的有效性和验收方法的可行性;　　(3)分析了膛内毫米波干涉测量方法的数学本质，介绍了自研的W波段毫米波干涉仪测试系统;建立了回波信号数学模型;在分析了多项式Wigner分布和Wigner高阶谱两者关系，及其高阶核函数与回波信号多项式相位调制规律匹配关系的基础上，提出了基于一种改进核系数组合的6阶PWVD分布和基于Wigner三谱对角切片谱算法的回波信号瞬时频率提取方法，仿真和实验验证了该方法获取膛内运动弹丸速度等参数变化规律的有效性和准确性;　　(4)针对磨损炮膛弹丸存在横向摆动的问题，推导了弹丸微动形式变换矩阵和包含微多普勒频率调制信息的回波信号数学模型;提出了一种基于局域均值分解(LMD)的膛内弹丸微多普勒回波信号自适应时频分析方法，仿真和实验提取了包含膛内弹丸微动信息的微多普勒调制项的幅度和频率变化规律，验证了理论模型的正确性。