被动毫米波成像是利用目标、背景的电磁热辐射来实现的，与可见光及红外成像相比，毫米波成像在雾、云、烟尘、沙暴等恶劣气候条件下具有潜在的优势。目前被动毫米波成像系统普遍采用单天线波束进行机械扫描成像方式，但是却存在着空间分辨率不高和灵敏度较低的不足。近年来，随着毫米波固态器件以及高速信号处理技术的迅速发展，高灵敏度、高分辨率的多波束阵列成像技术正引起军事和民用领域的浓厚兴趣。 本论文首先总结了被动毫米波成像技术的国内外发展动态及被动毫米波成像的一般理论和原理；重点研究了基于二维单波束圆锥机械扫描的被动毫米波成像系统，从理论上分析了系统的结构、原理以及性能，设计了图像采集／控制接口电路，并重点提出一种超分辨率算法一模糊凸集投影方法来解决其空间分辨率不高的缺陷，在一定程度上提高了系统的空间分辨率；系统论述了毫米波焦平面阵列成像技术的成像原理，深入分析了焦平面阵列成像系统设计与实现要点，研究了馈源阵列的主要制约因素，分析了超外差接收机的特性，并进一步讨论了系统的信噪比，以全面评价毫米波焦平面阵列成像系统性能。