复合探测技术已经成为探测领域的一个重要发展方向。毫米波雷达/红外成像复合探测以其抗干扰能力强、目标定位精度高的优点成为各军事强国竞相发展的复合探测技术。本论文的研究工作围绕毫米波雷达/红外成像系统组成、信号处理方法和信息融合方法展开。首先，本文论述了复合探测技术国内外研究现状及常用的信息融合方法。提出了一种新型的毫米波/红外复合探测系统工作体制及集能器结构，给出了双模探测的工作流程。在此基础上，重点对毫米波雷达探测系统、红外成像探测系统、数据融合三个方面进行了研究。在毫米波雷达信号处理方面介绍了线性调频信号特点、脉冲压缩的理论和方法、降低距离旁瓣的加权方法、CA-CFAR方法及跟踪点的选取方法。对均匀加权法、线性加权法、平方率加权法、指数率加权法、最大点加权法等五种跟踪点选择方法进行了分析和性能比较，并在此基础上提出了一种基于最大点加权法的跟踪点选择方法，用实测数据验证了本方法的有效性。在红外探测系统方面介绍了红外成像探测系统的组成，并重点对光学系统的设计和非均匀校正技术进行了研究及仿真。信息融合方面结合JDL给出的数据融合模型，根据复合探测系统数据的特点提出了毫米波/红外复合探测系统数据融合模型，重点对时间校准进行了设计和仿真，并推导了一种关联门限确定的方法。本文研究结果表明，毫米波/红外复合作为一种新型复合探测体制具有很好的应用前景，毫米波雷达探测系统和红外成像探测系统的多项关键技术得到解决，其数据融合方法具备工程化应用基础。