随着单片微波集成电路(MMIC)技术的发展和武器系统的小型化,具有体积小、质量轻、隐蔽性好等诸多优势的毫米波辐射计开始在军事应用中受到重视。但是由于工作环境复杂、自身的噪声抖动和测量精度等原因,具有准实时性工作要求的毫米波辐射计输出信号常常处在强噪声背景中,信噪比较低,从而影响系统探测性能。基于随机共振在微弱信号检测中利用噪声增强信号传输的独特优势,本文通过采用随机共振的方法对毫米波辐射计输出信号进行检测和处理,提高输出信噪比,从而提升系统探测性能。本文的主要工作有以下几个方面:(1)介绍了随机共振的动力学模型、基础理论和常用度量方法。(2)分析了随机共振各参数对周期信号检测的影响,介绍了结构参数的归一化和最佳匹配原则,提出了一种基于最佳匹配原则的自适应随机共振微弱周期信号检测方法并通过仿真实验对该方法进行了验证。(3)分析了随机共振各参数对非周期信号检测的影响,研究了迭代初值的选择对检测结果的影响。在此基础上改进了在处理非周期信号时各结构参数和迭代初值的选择方法,并对不同类型的非周期信号进行了仿真验证。(4)利用改进后的随机共振微弱非周期信号检测方法对强噪声背景下的毫米波辐射计输出信号进行处理和DSP硬件平台实现,并在外场试验中得到验证。