本文介绍了聚束式合成孔径雷达用于空间目标场景重建的层析成像技术及其实现过程。在此应用基础上，为了提高高频雷达系统对目标探测及识别的空间分辨力，将层析成像概念应用到高频雷达系统中，并进一步讨论了该技术在高频雷达系统中的可行性。首先，推导了有限孔径下系统分辨力及空间采样率的条件约束。在目标场景重建中使用卷积反投影算法。通过仿真圆迹合成孔径雷达重建目标反射率密度函数的过程，验证了层析成像技术改善高频雷达系统目标识别性能的有效性。其次，基于单雷达平台观测下对空间目标识别存在的分辨率约束问题，提出应用多雷达平台观测目标场景区域。通过在不同观察角度的路径上作几次观测，以获得更大的合成孔径，从而达到提高目标方位向分辨力的目的。以两平台观测目标场景区域为例，通过推导波数域下的目标场景重建过程，获得了单平台观测下的空间频谱。进一步利用极坐标格式算法实现了两平台观测下的空间频谱融合。计算机仿真验证了两观测平台下应用层析成像技术可以有效改善高频雷达系统的方位向分辨力。最后，在系统要求较高的空间分辨率时，则对应需要大的发射带宽及大的合成孔径，进而导致数据采样时间变长。而雷达要求在每次回波信号获取时间内，目标是静止的，否则会出现重建模糊现象。这一问题的出现导致传统层析成像算法的应用受到限制。近年来，压缩感知的提出正好可以解决这一问题。压缩感知作为一种新的信号采样理论，它能够在减少空间采样数据量的同时，又不影响场景的重建质量。在此应用基础上，我们提出了基于压缩感知理论的两维距离-方位向重建算法。讨论了压缩感知算法在高频雷达系统下实现目标场景重建的可行性及有效性，并进一步给出了其应用的约束条件。