毫米波段位于波谱中微波低频段和红外之间，兼具了微波和红外的特点，具备穿透云、雾和在某种程度上穿透雨区的能力。根据文献，固体火箭发动机尾焰在毫米波段具有很高的辐射亮温值，在8mm波段亮温可达1000K。因此，将毫米波辐射探测作为红外辐射探测补充手段，运用到大气层内尾焰目标的探测领域是一个具有研究价值的课题。　　本文首先分析了尾焰辐射的大气传输路径吸收系数和大气自身辐射，在毫米波窗口频率中选择8mm和3mm作为尾焰探测的频率。然后基于韧致辐射理论计算得到固体发动机尾焰辐射在8mm和3mm波段上的亮温值。随后将尾焰置于大气环境中，计算了典型大气环境下星载平台和地基平台探测时的尾焰综合亮温。基于尾焰综合亮温数据，设计了星载平台和地基平台实孔径辐射计参数。地基、低轨平台辐射计的参数设计具备可行性，但在全球性的预警方面存在局限性；高轨道星载平台应用，由于分辨率要求较高，实孔径探测方案无法满足要求。进而提出综合孔径探测方案改善分辨率，设计了满足星载平台探测要求的一维均匀线阵和二维T型阵的相关参数。然后在一套综合孔径实验系统上进行了一维和二维分辨率实验，验证了综合孔径分辨率的相关理论。