毫米波是一种波长位于微波和红外光谱之间的电磁辐射,兼有红外和微波的特征,从而形成其特有的性能。无源毫米波成像是20世纪90年代以来毫米波技术领域的一个研究热点,目前无源毫米波成像普遍采用单天线波束机械扫描工作方式,该法存在着分辨率不高以及灵敏度较低等不足。近年来,随着毫米波固体器件和信号处理技术的快速发展,无源毫米波高分辨率成像技术发展十分迅速,二十世纪八十年代末出现的毫米波焦平面多波束阵列成像技术使成像精度、实时性大大提高,并逐渐开始应用于军事和民用领域。本文研究了无缘毫米波超分辨率成像技术。首先,简单描述无源毫米波成像的目的、意义、国内外发展现状、无源毫米波图像处理中的关键问题。其次,论述了无源毫米波成像系统的基本构造,引出了辐射成像的理论基础,在此基础上,对无源毫米波成像系统工作原理和技术指标要求进行了讨论。接着,结合无源毫米波成像系统的工作原理,推导了毫米波成像系统的成像模型,在此模型的基础上设计仿真软件,通过仿真实验得到仿真数据,并分析了无源毫米波图像的退化机理。最后,研究了无源毫米波图像复原方法,并在对无源毫米波图像的退化机理分析的基础上,根据无源毫米波图像空间分辨率低、图像模糊以及焦平面无源毫米波成像点扩展函数的空变特性,进行了超分辨率图像复原算法的研究,提出了一种新的迭代算法和一种改进的非线性频谱外推算法。对毫米波图像进行了复原试验,并分析了试验结果。