逆合成孔径雷达(ISAR)可以全天时、全天候、远距离地对非合作运动目标(飞机、舰船、卫星等)成像,因此受到重视并迅速发展。ISAR研究对象也由早期的平稳运动目标扩展为复杂运动目标,此时传统的距离-多普勒(RD)算法不再适用。复杂运动目标的回波通常是非平稳的,很多情况下可以近似为多分量线性调频信号。　　 线性调频信号(Chirp、LFM)是一种典型的非平稳信号,它广泛地应用于通信、雷达、声纳等系统当中。分数阶傅立叶变换(FRFT)是一种新兴的非平稳信号处理方法,它是一种全时域的线性变换,与传统Fourier变换、WVD、Chirplet变换等有着密切的关系,在多分量Chirp信号的分析和处理中有着明显的优势。　　 本文以Chirp信号为研究对象,采用分数阶傅立叶变换的方法,对多分量Chirp信号进行检测、参数估计与时频分析。该方法运算量与FFT相当,能十分有效地完成Chirp信号的检测并对其调频率和中心频率进行估计,经过数学推导和仿真分析证明了该方法的有效性。　　 基于FRFT进行了机动目标的ISAR成像研究。对惰性较大的机动目标,在ISAR成像的短时间内,同一距离单元的回波可近似看成多分量Chirp信号的叠加,且调频斜率各不相同。本文先利用FRFT对距离单元回波完成回波分离预处理,然后再进行Wigner-Ville变换(WVD),获取目标的瞬时多普勒谱,进而实现目标的二维成像。该处理方法不仅抑制了WVD的交叉项干扰,而且保持了WVD的高时频分辨能力,利用卫星实测数据证明了本方法的有效性。　　 最后对于含有旋转或振动部件的目标,其旋转和振动部件的多普勒回波近似为正弦频率调制信号,它们与主体目标回波在信号参数上有较大差异,本文通过基于FRFT的信号Chirplet自适应旋转投影分解将两部分回波分离,从而去除旋转和振动部件对主体像的干扰。利用点目标仿真数据证明了方法的有效性。　　 本文对FRFT在Chirp信号检测分析与ISAR成像中的应用作了一些探讨,较好的分析了Chirp信号参数估计、机动目标时频ISAR成像、旋转和振动部件对图像的干扰、Chirplet自适应分解等问题,但在实际应用中还存在很多需要完善的地方,有待进一步的研究。