基于小型无人机的毫米波无源成像探测系统接收观测场景自身辐射的毫米波热辐射信号,重建观测场景的亮温分布图像,然后根据目标与背景的亮温差异在图像上检测目标,从而实现对目标的探测。本文以设计全天时、准全天候、体积小、低空域机动性强的毫米波无源成像探测系统为目标,研究了毫米波无源成像探测技术及小型无人机技术,并以此提出了基于小型无人机的毫米波无源成像探测技术。本课题主要研究内容有以下三点:(1)首先阐述了毫米波无源成像探测基本原理,建立了低空空对地毫米波无源成像探测系统模型,并进行了低空空对地毫米波辐射背景与目标视在亮温差异的仿真,仿真结果表明视在亮温差异明显,可以利用该亮温差异实现目标成像探测。(2)设计了基于小型无人机的毫米波无源成像探测系统的整体实施方案。开展了94GHz无源成像探测子系统设计,依据其重量和成像指标需求对小型无人机平台进行了设计,并开展了小型无人机平台的稳定性实验,依据神经网络跟踪算法及误差算法对实验所得数据进行了分析验证。(3)研究了基于小型无人机的毫米波无源成像探测系统的两种扫描成像方式,U形扫描成像和频率扫描成像。U形扫描成像是指系统航迹规划为U形航迹时,实孔径天线主波束依飞行路径依次扫描成像。频率扫描成像是指当系统飞行的路线为直线时,改变频扫天线频率从而改变天线主波束指向对飞行路径两侧不同位置扫描成像。最后系统分别对地面金属目标与水面金属目标进行成像探测仿真验证,仿真结果表明系统成像探测性能可以满足探测需要。