本论文着重研究了大气毫米波辐射特性及其应用,分析了氧气和水蒸气的Liebe吸收模式和大气毫米波传输模型(MPM),仿真计算了毫米波波段的天空亮度温度,测量分析了W波段的晴天数据,研究了一种基于大气传输模型的辐射计定标方法。首先,论文论述了常用的三种大气吸收谱线形式,详细分析了氧气和水蒸气的Liebe吸收谱模式,该模式将吸收谱分为线状吸收和连续吸收,其中氧气的吸收谱由44条线状吸收和非谐振连续吸收组成,水蒸气的吸收谱由29条线状吸收和远翼吸收组成。仿真出了氧气和水蒸气在毫米波段的吸收谱曲线,氧气50-70GHz的吸收带及计算数据。其次,论文详细研究了大气毫米波传播模型(MPM),即大气衰减的复折射率模型,推导出了不同天气条件下大气的衰减系数的MPM计算方法和天空亮温模型。在晴天,主要考虑氧气和水蒸气的线状谱、非谐振干燥空气谱和水蒸气的连续吸收谱；在云雾天,需要在晴天基础上加上悬浮水滴折射谱；而在雨天,需要在云雾天的基础上加上受雨强影响的雨滴的折射谱。计算出了不同天气条件下天空的毫米波段衰减系数数据；并对不同天顶角时3mm波段、5mm波段和8mm波段的天空亮温等都加以仿真,对比分析其内在的规律性；给出了三个波段的亮温数据,利用天空亮温的实测数据,进行MPM可行性分析。最后,研究了一种基于大气传输模型的辐射计定标方法,即扫角定标法。分析了扫角定标在地基毫米波辐射计中的应用,论述了W波段K因子辐射计的定标过程,基于这种定标方式,用W波段辐射计对晴空进行扫角测量,并进行数据处理和分析。