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针对以往毫米波辐射探测仿真中简化目标为平面目标，忽略了目标与背景间相互作用的不足，提出了一种基于面元法建立毫米波辐射探测模型的新方法。该方法通过建立立体金属目标的几何模型、背景目标的统计模型和弹道交会运动模型，计算天线波束内各目标面元反射大气或背景的辐射，进而得到毫米波辐射探测的天线温度。对不同弹道下毫米波辐射探测立体金属目标的天线温度进行仿真，结果表明该方法得到的天线温度与实际探测更加吻合。