毫米波敏感器系统是毫米波雷达和辐射计的结合，充分利用毫米波雷达在远距离具有较好的分辨率，辐射计在近区具有较强的抗干扰能力和隐蔽效果，二者优势互补，大大提高了系统的探测性能，因此，它是一种较理想的探测系统。 在复杂的战场环境中，存在大量的干扰和噪声，毫米波敏感器和目标的交会姿态不能完成预测，这些造成了毫米波敏感器接收的回波信号的稳定性较差，存在各种频率噪声干扰，因此，研究毫米波敏感器的信号处理系统，对提高敏感器的探测性能十分重要。 本文介绍了3mm波段毫米波敏感器系统的主要设计指标，分析毫米波敏感器主被动信号的特征，重点研究信号处理系统的设计与实现，包括主动测距算法、被动回波信号的FIR滤波、目标识别算法的设计，针对目标识别系统小型化、可靠性的要求，本设计采用片上系统AT94K芯片实现了整个毫米波敏感器信号处理系统功能。 根据主被动信号波形的特征和系统的采样频率，本文研究了一种简单而快速的主被动信号识别算法，给出目标特征抽取和利用特征进行目标识别的方法，完成目标识别实验，验证本设计的有效性。