逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,简称ISAR)是一种高分辨率成像雷达，能够全天候、全天时、远距离获取非合作运动目标（如空中的飞机和导弹、海面的舰船等）的精细图像，在军用和民用均具有重要的应用前景。ISAR的关键技术有运动补偿、成像方法及ISAR图像方位向定标等，这些技术目前仍不完善。因此，有必要对ISAR技术进行深入的研究。本文主要研究了ISAR成像方法和ISAR图像方位向定标，成像目标包括飞机和舰船。论文第一章为绪论，简要介绍了ISAR的研究背景、意义以及发展概况，之后阐述了ISAR成像的基本原理，回顾了ISAR信号处理技术的发展，最后给出了本文的主要工作。论文第二章研究单基舰船ISAR成像最优成像时间选择方法。给出一种基于多普勒中心频率估计的最优成像时刻选择方法，并结合最大对比度准则搜索最佳成像积累时间。海情较高时，利用舰船自身摇摆进行成像，可获得舰船的近似侧视图；海情较低或海面平静时，依靠雷达载机运动进行成像，可获得舰船的近似俯视图。最后用舰船目标回波数据对该算法进行了仿真验证。论文第三章研究多基舰船ISAR成像方法，该方法通过合理布置各平台的高度和方位，综合各平台接收数据后，可增加平稳成像积累时间，有效提高目标的方位向分辨率，结合最优成像时间选择方法，可同时获得高分辨的舰船侧视及俯视图像，最后用舰船目标回波数据进行了仿真验证。论文第四章研究稀疏孔径ISAR成像方法。对于稀疏孔径回波数据，运用传统的RD算法成像，会产生严重的旁瓣，稀疏度较大时甚至无法成像。本文提出一种基于压缩感知(Compressed sensing,简称CS)理论的稀疏孔径ISAR成像方法，该方法首先运用高斯性检验分离出含有目标的距离单元，然后建立与原始回波对应的部分缺失的基空间及线性测量矩阵，再结合范数1稀疏约束的正交匹配追踪(Orthogonal matchingpursuit，OMP)算法，精确提取目标各散射点的幅度和位置信息，无需进行预测及插值操作就可以得到目标高分辨的ISAR图像。最后实测数据的处理结果验证了该方法的有效性。论文第五章研究机动目标的ISAR成像方法。机动目标回波信号的多普勒频率是时变的，传统的RD成像算法将导致目标图像严重散焦。本文研究一种基于调频率估计的机动目标ISAR成像方法，该方法首先对目标回波各距离单元进行高斯性检测，然后确定含有散射点的距离单元及其散射点的个数，再利用CLEAN技术进行散射点提取并最终成像，该方法在提取散射点过程中充分考虑了背景噪声和杂波的统计信息，成像效果明显优于传统RD成像技术。最后仿真和实测数据的处理结果表明了该方法的有效性。论文第六章研究ISAR图像的方位向定标，提出一种基于多特显点综合的ISAR图像方位向定标方法。该方法首先选取多个特显点单元，再提取这些单元内特显点的回波信号并估计各特显点的调频率，然后利用转动目标方位向信号的调频率与距离单元的关系，使用最小二乘拟合法(Least square error,简称LSE)估计出目标的有效转动角速度，来完成ISAR图像方位向定标，以便于后续的目标识别。与已有方法相比，该方法综合了多个特显点的信息，且不需要设定任何门限值便可完成多个独立散射点的选取。最后仿真和实测数据的处理结果验证了该方法的有效性。论文第七章对全文工作进行总结，并指出下一步需要继续研究的问题。