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战术和战略通信、电子对抗、遥感和辐射测量仪器等方面得到了广泛的应用，其中典
型的应用有[6]：
（1）空间目标识别雷达
它们的特点是使用大型天线以得到成像所需的角分辨率和足够高的天线增益，使
用大功率发射机以保证作用距离。例如，一部工作于35GHz的空间目标识别雷达其天
线直径达 36m，用行波管提供 10kW 的发射功率，可以拍摄远在 16000km 处卫星的照
片。一部工作于 94GHz 的空间目标识别雷达的天线直径为 13. 5m，当用回波管提供
20kW的发射功率时， 可以对14400km远处的目标进行高分辨率摄像。
（2）直升飞机防空雷达
在现代直升飞机的空难事故中，飞机与高压架空电缆相撞造成的事故占了相当高
的比率。因此, 直升飞机防空雷达必须能发现线径较细的高压架空电缆，采用分辨率
较高的短波长雷达，实际多用3mm雷达。
（3）精密跟踪雷达
实际的精密跟踪雷达多是双频系统，即一部雷达可同时工作于微波频段（作用距
离远而跟踪精度较差）和毫米波频段（跟踪精度高而作用距离较短），两者互补取得
较好的效果。例如，美国海军研制的双频精密跟踪雷达即有一部9GHz、300kW和一部
35GHz、13kW的发射机及相应的接收系统，共用2.4m抛物面天线，已成功地跟踪了距
水面30m高的目标，作用距离可达27km。双频还带来了一个附加的好处：毫米波频率
可作为隐蔽频率使用,提高了雷达的抗干扰能力。
（4）低空探测雷达 常规雷达由于多径效应等机理上的限制，对水面和地面的低空目标探测能力较
弱,，而低空突袭正是导弹攻击的一种重要手段。毫米波雷达可实现窄波束探测，常用
于舰载或阵地的低空探测雷达，解决对低空来袭导弹的防御。
（5）炮弹弹道测量雷达
这类雷达的用途是精确测定敌方炮弹的轨迹，从而推算出敌方炮兵阵地的位置，
加以摧毁。多用3mm波段的雷达，发射机的平均输出功率在20W左右。脉冲输出功率
应尽可能高一些，以减轻信号处理的压力。
（6）导弹的末制导系统
由于毫米波制导兼有微波制导和红外制导的优点，同时由于毫米波天线的旁瓣可
以做得很低，敌方难于截获，增加了集团干扰的难度。加之毫米波制导系统受导弹飞
行中形成的等离子体的影响较小,，国外许多导弹的末制导采用了毫米波制导系统，例
如美国的“黄蜂”、“灰背隼”、“STAFF”，英国的“长剑”，前苏联的“SA-10”等导弹。毫
米波制导系统最初有两种工作方式：一是主动方式，这种方式作用距离远，但由于角
闪烁效应及其他一些造成指向摆动的因素会影响制导精度； 二是被动方式，这时没
有角闪烁效应,制导精度很高，但作用距离有限。为此，经常将两者结合起来使用，即
在距离较远处采用主动方式，当接近目标时转为被动方式。在 20世纪80年代以后，
又发展了一种“半主动”体制，即在导弹的引导头中没有毫米波发射机，只有接收机，
而发射机装在另外的武器平台上，对目标进行照射。导引头同时接收直射波和从目标
反射回来的信号进行制导，也能既保证作用距离又避免角闪烁效应。
（7）毫米波成像