本发明公开了一种12发16收毫米波4D成像雷达微带天线阵列，包括上方的16根接收天线和下方的12根发射天线，16根接收天线分为数量相同的两组，第一组和第二组中所有接收天线位于同一水平位置，每组中相邻两根接收天线的水平间距为0.5λ，两组的水平间距为20.5λ，12根发射天线分为数量相同的两组，第一组中所有发射天线位于同一水平位置，且相邻两根发射天线的水平间距为4λ，第二组中相邻两根发射天线的水平间距为0.5λ，垂直间距依次为0.5λ、2λ、2λ、2λ、1.5λ，第一组与第二组发射天线相邻的两根发射天线的水平间距和垂直间距均为0.5λ。本发明能够在不增加天线板面积的情况下，大幅度改善角度分辨率。