近年来,恐怖分子活动日益频繁,人流量较大的公共场所往往成为首要目标,因此人体及行李物品的安全检查至关重要。毫米波频段位于微波与远红外波之间,能够完成衣服等遮挡物的穿透并对人体隐匿物品进行探测及成像。此外,其非电离性的性质,对被测人员及工作人员的健康也更有保障。毫米波的上述优点使其成像技术在民用安防领域具有广阔的应用前景,但现有设备大多存在天线阵元较多、设备体积庞大、成像时间长等缺点。因此,安全有效且成本更低的安检设备对于安防领域具有重要的理论意义与应用价值。通过多输入多输出天线(Multiple Input Multiple Output,MIMO)机制的引入,能够利用相关技术得到远大于实际的物理阵元数的观测通道,继而减少阵元数目,降低系统造价,并为准实时成像提供了一种可能性。本文以毫米波雷达安检快速成像系统项目及毫米波MIMO雷达成像算法研究为背景,在深入研究单发单收机制的近程毫米波平面合成孔径成像的基础上,进一步完成平面合成孔径成像算法的改进,同时对在MIMO收发机制下的近程毫米波成像技术及阵列设计进行研究。因此,全文主要研究工作分为以下三个部分:平面扫描成像算法、平面扫描快速成像算法、MIMO雷达天线阵列设计及相应的成像算法。首先,围绕毫米波成像算法的工程实现,介绍合成孔径雷达成像及毫米波成像系统前端等系统性基础结构及原理,同时给出了MIMO天线阵列设计应用于毫米波成像系统的技术。其次,基于传统模式下毫米波平面扫描成像系统模型及原理,分析后向投影算法及距离徙动算法并仿真成像,验证了算法的有效性,在此基础上从算法及硬件平台两方面对成像时间做出优化,缩短近10倍的成像时间。最后,针对平面扫描雷达成像系统天线阵元较多的缺点,引入MIMO阵列,但MIMO阵列结构的复杂性使得平面扫描相关算法难以直接应用于MIMO雷达成像,因此利用等效相位中心原理进一步研究毫米波MIMO雷达成像的波数域的等效算法的系统模型及其成像原理,并利用仿真使其有效性和可行性得到验证。