被动毫米波(PMMW, Passive Millimeter Wave)辐射探测技术具有较好的隐蔽性。此外，毫米波具备一定的穿透云、雾和雨区的能力。因此，PMMW辐射探测技术能够在复杂的海洋环境中用来探测舰船目标。但是目前的被动毫米波辐射探测技术大多根据单一的辐射亮温差异信息判断目标，难以满足在海面舰船目标检测应用中的实际需求。本文从实际场景出发，对海面舰船及伴生尾迹的毫米波辐射图像特征和目标检测方法进行了研究。主要包括以下内容：
　　研究了海面舰船毫米波辐射图像中舰船目标的倒影特征与目标检测方法。首先根据毫米波辐射成像原理分析了舰船目标与背景的相互作用原理和亮温变化规律，然后对海面舰船的毫米波辐射仿真图像应用图像配准方法，对舰船目标与倒影区域进行分割，避免将倒影区域错误地识别为舰船目标。最后介绍了舰船毫米波辐射倒影成像实验，并应用图像配准与边缘检测方法对舰船目标与倒影进行分割，证明了倒影检测方法的正确性。
　　研究了海面舰船目标和海面背景在毫米波辐射图像中的极化特征差异与舰船目标检测方法。提出了基于毫米波辐射双线性极化检测(DLPD，Dual Linear Polarization Discriminator)方法的金属舰船目标检测方法。然后将目标与背景存在“亮温混叠”现象的区域进行区分，提高了舰船目标在毫米波辐射图像中的识别率。最后介绍了舰船目标毫米波辐射极化成像实验，给出了实验结果并验证了基于DLPD方法的金属舰船目标检测方法。
　　研究了在毫米波辐射图像中舰船尾迹的辐射亮温特征与目标检测方法。首先对开尔文尾迹与湍流尾迹的泡沫群分布进行仿真。再结合毫米波辐射计算模型，通过对比分析海面背景、舰船及其尾迹的毫米波辐射亮温特征，提出了基于亮温对比度的舰船尾迹目标检测方法。最后通过实验验证了舰船尾迹毫米波辐射图像目标检测方法的有效性，证明了舰船尾迹辅助舰船目标检测的可行性。