在当下复杂的国际环境和国防安全的威胁中,空中隐身目标的无源探测工作显得尤为重要。为了更好的应用于军事环境,本文研究了无源探测空中目标的机理,构建了适用于不同天气、不同环境的空中目标无源探测模型,并对典型目标、地貌的辐射特性进行了测量。其中重点研究了目标（及地貌）辐射特性重要参数（反射率、散射率）与其材料、极化、粗糙度的关系。为了更准确地估计探测距离,对太赫兹、毫米波信号的大气传输特性也进行了详细分析,比较了不同天气（晴天、雾天、雨天）情况下的天空背景亮温,分析了相应的大气衰减系数和折射率。最终构建了完整的太赫兹/毫米波频段的空中目标无源探测辐射亮温仿真系统,并对不同天气、不同地貌、不同海拔高度的亮温进行了仿真,并评估了不同频段下的无源探测最大距离。在分析过程中,采用了电磁学经典原理、MPM天气模型。最终,构建并仿真了空中目标辐射探测模型。基于实验条件,给出了实现高精度、大范围、远距离探测空中目标的测量方案,选取电压法进行了目标辐射特性的实际测量,并与仿真结果进行了比较验证。空中目标探测模型的确立以及机理研究对于快速判断目标有无、进行目标识别的毫米波空中目标成像系统的整体构建具有重大意义。