逆合成孔径雷达(ISAR)是一种高分辨成像雷达,旨在解决运动目标的成像问题,具有重要的军用和民用价值。由于舰船运动的复杂性,如何获得海面舰船目标的高质量图像一直是国内外ISAR领域的研究重点。本文基于舰船目标成像的特点,研究如何实现ISAR对舰船目标的高分辨率成像。研究内容主要包括利用ISAR的技术手段提高弹载合成孔径雷达(SAR)对舰船目标的成像质量,舰船目标ISAR成像面预测,以及基于时频分析的舰船ISAR成像这三个方面。论文第一章首先介绍了ISAR的研究背景、意义及发展状况,然后介绍了ISAR成像的基本原理及ISAR信号处理技术,最后介绍了本文的主要内容。第二章主要研究如何利用ISAR的技术手段来提高弹载SAR对舰船目标的成像质量。根据舰船成像的特点,选择有效的ISAR运动补偿方法对舰船的SAR成像结果进行进一步的处理。仿真结果表明ISAR处理能够有效地抑制由于目标运动引起的图像散焦,改善图像质量。第三章着重研究了舰船目标ISAR成像面预测。根据雷达成像理论,给出了成像面计算的方法,并在此基础上提出了两种成像面预测方法——几何投影法和距离-多普勒映射法。最后通过对比由计算得到的成像面投影和仿真得到的ISAR图像,验证了两种成像面预测方法的正确性。第四章主要研究了利用时频分析方法对舰船目标进行ISAR成像。首先介绍了基于时频分析的ISAR成像原理。然后通过对比几种时频分析方法,得出时频分布级数(TFDS)法及修正平滑伪Wigner-Ville分布(MSPWD)方法具有较好的时频聚集性且能有效抑制交叉项干扰,可以用于非平稳运动目标的ISAR成像。仿真结果表明采用TFDS及MSPWD代替傅里叶变换对舰船进行ISAR成像可以得到清晰的目标瞬时像。第五章对全文的工作进行总结,并指出了下一步需要继续研究的问题。