传统的单片小型化毫米波雷达已经逐渐满足不了应用需求,此时级联型的毫米波雷达以其分辨率高并能实现远距离目标探测的优势而逐渐扩展了应用前景。级联型毫米波雷达采取多发多收的模式,结合波束形成的原理比单芯片毫米波雷达提高了探测距离和信号的信噪比。合成孔径技术能够提高方位分辨率且不受雨、雾等天气的影响。因此,使用级联型毫米波雷达进行地面目标探测和成像技术研究具有理论和现实意义。首先,介绍了波束形成原理、雷达探测原理,阐述了合成孔径技术成像的过程,给出了信号模型以及合成孔径雷达的分辨特性,对毫米波雷达探测和成像进行了性能分析,包括方位分辨力的提高和信号信噪比的改善。其次,针对合成孔径雷达成像分别介绍了频率变标算法和后向投影算法。说明了算法的信号处理过程并进行了详细的公式推导,给出了不同算法进行信号处理的流程图,并基于实测数据的实验场景进行了点目标仿真成像分析,给后续进行实际数据的录取实验提供指导。最后,进行了探测和成像实验的平台搭建。基于机载平台进行了毫米波雷达地面目标探测实验,实验场景中的目标都可以在结果图中探测到。针对不同频段分析了系统稳定性对合成孔径雷达成像性能的影响。基于运动导轨车平台进行了户外实验的数据录取,对比分析了实孔径目标探测和合成孔径雷达成像的目标结果图,说明了合成孔径雷达成像在分辨力和信噪比方面的提升。最终通过对不同参数配置下成像实验的结果分析,验证了算法和实验平台的有效性,实现了室外环境下基于波束形成的地面目标探测和成像的功能。