为了简化表述，毫米波辐射对地无源探测应用中的地面目标一般是指各种高价值军事目标，如装甲车辆、雷达及其运输平台、导弹发射架等，而地面场景中除目标之外的草地、混凝土、岩石及耕地等各类辐射来源均认为是地面环境。

需要指出的是，目标与环境背景的区分应以实际应用中关注的目标对象为准。例如，当毫米波辐射无源探测系统对地面机场跑道上的飞机进行成像探测时，目标对象是飞机，沥青跑道以及周边的草地和建筑物则为环境背景；当系统对地面机场跑道进行成像探测时，显然沥青跑道就成为对象，而跑道周边的草地和建筑物则为环境背景。

地面环境的毫米波辐射观测模型如图7-9所示。设定辐射测量系统天线的海拔高度为h，指向天线顶角和方位角为（θ，ϕ）。忽略宇宙背景辐射，天线测量到的视在辐射亮温TAP（即地面环境辐射）包含了地面与天线之间大气的向上辐射亮温TUP、地面自身辐射TG和地面对大气辐射向下辐射的反射TSC。

图7-9　地面环境毫米波辐射观测模型示意图

因此，天线接收到的地面环境辐射亮温表达式为(www.daowen.com)

式中，ke（z）为海拔z处的大气衰减系数；T（z）为海拔z处的大气热力学温度；t为空中目标到微波辐射计天线口面间的大气透射率；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；eg为地球表面的辐射系数；TG为地球表面的热力学温度。

不同地面环境，如草地、水泥地、沙土地、水面等发射率各不相同，同时地面环境辐射亮温还受季节变化、天气变化以及观测角度变化等影响。在3 mm波段的辐射亮温数据如图7-10所示。

图7-10　3mm波段地面环境的亮温随角度变化曲线

（a）草地；（b）黄土；（c）沥青；（d）水泥；（e）水面