基于毫米波辐射的对空无源探测应用中，目标对象主要是飞机、导弹等各类空中军事目标，除目标之外的其他辐射来源（主要是大气环境）均认为是环境背景辐射。

在辐射测量领域，常将天线主波束轴线与铅垂线的夹角定义为观测角。对空探测时天空环境的毫米波辐射观测模型如图7-7所示。图中设定辐射测量系统天线中心为坐标原点，系统天线指向的天顶角和方位角为（θ，ϕ）。天线测量到的视在辐射亮温TAP（θ，ϕ）就是在（θ，ϕ）方向上向下传播的大气辐射亮温TskyDN。

图7-7　对空的毫米波辐射观测模型示意图

宇宙的微波辐射亮温值很小（7～73 K），一般可以忽略不计。因此，天线接收到的天空环境的视在亮温可表达为

式中，ke（z）为海拔z处的大气衰减系数，可根据7.2.1节的大气传输模型求得；T（z）为海拔z处的大气热力学温度；τ（0，z）表示从海拔高度0处到高空z之间的大气层铅垂方向上的光学厚度，其具体表达式为。(www.daowen.com)

图7-8给出了3 mm波段晴朗天空亮温的仿真及实测结果，其中实线代表根据式（7-61）仿真得到的不同观测角下晴朗天空亮温结果，虚线代表利用实孔径辐射计测量得到的天空亮温结果。

在观测角0°～60°范围内，MPM理论模型与实测值具有很好的一致性。在观测角大于60°时，MPM理论模型也能作一定的参考。

图7-8　3 mm波段晴朗天空亮温的仿真及实测结果