被动毫米波成像系统以其自身的诸多优点成为当今国内外研究的热点,尤其在安检领域具有不可替代的作用,而毫米波辐射计是其中关键的子系统之一。毫米波辐射计是一种高灵敏度无线电接收系统。由于其独特的工作频段,毫米波辐射计具有灵敏度高、功耗低、体积小和工作稳定等特点。本论文提出了全功率型直接检波结构辐射计结构,通过理论分析及仿真证明了其在ka频段实现的可行性。研制成功一套原理样机并通过实验证明在毫米波波段短积分时间内采用全功率直接检波结构具有优良的性能。本文主要进行了以下几个方面的工作:首先,对全功率辐射计和迪克式辐射计进行了理论分析,并结合课题的实际应用背景,论证了全功率辐射计方案的可行性和优越性。在确定了方案的基础上,分析讨论了系统各主要指标,结合应用背景对系统各个组件指标进行确定,为整个研究工作打下基础。第二,由于毫米波前端决定了辐射计性能的优劣,重点对其进行了分析。在低噪放部分研究了最佳噪声匹配设计方法,在高增益要求下分析电路级联方案的匹配方法。平方律检波部分重点分析了其小信号等效模型,分析肖特基二极管的灵敏度。第三,依据系统各个组件指标设计了电路系统,讨论了毫米波低噪放,平方律检波器,低频放大电路及积分器。其中,确定了低噪放器件的选择,分析了射频前端噪声对系统的影响。分析设计了平方律检波器,讨论其在系统中的作用。在低频部分确定了放大和积分电路的形式并分析了积分对毫米波接收机信号的影响。最后,分析了接收通路中的信号及噪声,搭建辐射计系统,并对被测目标进行探测实验。