雷达成像在诸多领域有着重要的应用价值。本文针对MIMO阵列雷达在近场条件下的成像应用,围绕系统参数与阵列设计、快速三维成像算法和栅旁瓣抑制算法三个方面展开研究。旨在为实际系统从参数设计、图像获取和图像质量提升等方面提供完善的解决方案。在系统参数与阵列设计方面,本文针对匹配滤波成像算法,首先建立了波数谱与系统参数和成像点展布函数之间的联系,推导了成像点展布函数的理论表达式。然后,基于波数谱分析了阵元的无模糊采样间隔约束,并基于成像点展布函数分析了系统的成像分辨率与近场条件下栅瓣的成因。指出波数谱和成像分辨率在近场条件下具有空变性;栅瓣在近场条件下展宽使得MIMO阵列成像结果中存在残余栅瓣。针对稀疏周期MIMO阵列成像结果中存在的残余栅瓣,研究了通过阵列设计抑制栅瓣的方法。分析了基于卷积原理的阵列设计方法在近场条件下的不适用性,提出了两种不同约束准则下的基于点展布函数乘积性的阵列设计方法,并结合设计实例给出了所提方法的具体设计步骤。在快速三维成像算法方面,本文首先介绍了快速因子分解后向投影算法的成像原理及其理论运算量。然后,分析了快速因子分解后向投影算法用于近场MIMO阵列成像时的子孔径划分规则和子图像网格设置。此外,针对实际成像系统中常用的十字MIMO阵列、SIMO-SAR测量结构和MIMO-SAR测量结构,分别提出了多种相适用的频域成像算法。所提算法为了满足近场成像应用对成像质量的要求,在推导中都保留了距离传播历程的精确表达。理论分析和实验结果均表明,所提出的频域成像算法都可以实现对目标的精确重构,获得与后向投影算法相当的成像结果,但是显著降低了理论运算量与实际处理时间。在栅旁瓣抑制算法方面,本文针对近场单站阵列和近场十字型MIMO阵列两种非稀疏测量结构,分别将空变切趾方法拓展用于旁瓣抑制。空变切趾方法可以在显著抑制旁瓣的同时保持主瓣宽度,并且是一种后处理方式。但是,由于近场条件下波数谱具有空变性,使得空变切趾方法并不能适用。针对此,本文推导了一个图像域的相位补偿项用于消除波数谱位置的空变性,然后针对波数谱带宽的空变性,提出了一种可变加权范围的加权结构。基于所提出的这两种技术,实现了将空变切趾方法用于上述两种测量结构的拓展。针对稀疏周期MIMO阵列测量结构,本文提出了基于空变切趾的栅旁瓣抑制方法、基于零点迁徙的栅旁瓣抑制方法和零点迁徙结合空变切趾的栅旁瓣抑制方法。在所提出的三种栅旁瓣抑制算法中,都采用了广义匹配滤波成像算法以获得沿收发阵列可分离的成像结果。实验结果表明,三种算法都可以实现对栅旁瓣的显著抑制,从而提升成像结果的质量。此外,基于零点迁徙的栅旁瓣抑制算法还可以实现对等效稀疏MIMO阵列的栅瓣抑制,并且可以获得优于等效非稀疏MIMO阵列的成像结果。这对减少实际系统成本非常有帮助。