海杂波背景下的目标检测与成像在我国建设21世纪海上丝绸之路的战略中占据着重要地位。能够对广泛海域进行长时间且频繁监测的高轨合成孔径雷达(SAR),因此备受关注。本文将在高轨SAR的基础上,引入频率分集阵列(FDA),进行海杂波背景下的高轨FDA-SAR成像算法和目标检测算法研究。开展的主要工作如下:1、深入研究了海杂波的各种分布模型,通过建模仿真,产生了各种分布情况下的海杂波数据。分析了海杂波后向散射特性、相关性以及统计特性,仿真对比了四种基于统计特性的分布模型,并通过无记忆非线性变换(ZMNL)和球不变随机过程(SIRP)两种方法产生了满足这四种分布的海杂波数据,并给出了其幅度和频谱特点。2、在分析FDA天线方向图和高轨SAR系统特点的基础上,提出了高轨FDASAR系统及信号参数设计方法。首先对频控阵基本原理进行了阐述,分析了其发射方向图时间周期特性和距离周期性。然后对高轨SAR的空间几何转换关系、轨道特性、多普勒特性等进行了推导。最后针对高轨FDA-SAR的各项特性进行了参数设计方法的研究,给出了高轨FDA-SAR体制下信号带宽、脉冲重复频率、阵元间频率增量、发射信号脉冲持续时间等信号参数的设计方法。3、建立了基于FDA体制的高轨SAR回波模型,提出了高轨FDA-SAR成像方法。在高轨道传统斜视模型失效的前提下,引入了多项式逼近距离模型,并进行了频谱的推导,同时给出了基于该模型的RD成像算法。构造了高轨FDA-SAR频控阵发射—相控阵接收体制的回波信号模型,并证明通过相位补偿后,采用基于多项式逼近的RD算法能够实现对高轨FDA-SAR回波信号的成像。4、引入空时自适应算法,提出海杂波背景下的高轨FDA-SAR目标检测方法。对高轨FDA-SAR信号的杂波距离依赖特性进行了分析并给出了补偿方法,然后采用空时自适应的算法对以K分布海杂波为背景的高轨FDA-SAR回波数据进行了杂波抑制,仿真验证了其杂波抑制的性能。对抑制杂波后的信号采用成像算法进行了校正和积累成像,最后对成像结果进行恒虚警(CFAR),完成检测。