场景毫米波辐射图像的模拟,有助于对观测场景中目标及周围环境的毫米波辐射特性进行建模与分析,已经成为实验测量的有效补充,同时还能够对辐射探测系统的工作性能进行评估,对于被动毫米波目标探测技术的发展具有重要意义。本文基于快速射线追踪法,开展了毫米波辐射亮温计算方法的研究工作,并进一步建立了复杂场景的毫米波辐射图像仿真系统。物体自身热辐射是场景辐射成像的基础,首先从毫米波热辐射的基本理论出发,分别介绍了场景中光滑表面媒质和粗糙表面媒质的毫米波辐射模型,并基于毫米波传播模型阐述了典型大气环境的毫米波辐射亮温计算方法。其次,基于射线追踪法建立了复杂场景毫米波辐射计算模型,该模型考虑了辐射信号的极化旋转及天线系统响应等因素的影响,可以对场景辐射信号的传输路径进行追踪。进一步,在研究射线追踪法加速技术的基础上,提出了一种基于快速射线追踪的毫米波辐射亮温计算方法,该方法通过快速剔除不相交的射线和面元,显著地减少了场景辐射图像模拟的计算时间。最后,基于场景毫米波辐射计算模型实现了复杂场景辐射图像仿真系统,通过对系统仿真耗时的测试实验,分析了辐射信号路径追踪加速算法的时效性。同时,开展了真实场景的辐射成像实验,对辐射计算模型的可靠性和有效性进行验证。此外,基于该仿真系统进行了海面舰船、地面装甲车辆等典型应用场景的场景建模和辐射图像模拟,并研究分析了不同观测条件下场景的毫米波辐射特性。