近距离合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）大多工作在毫米波频段,相比于星载、机载与弹载SAR等远距离模式,具有小型化、大带宽、高分辨等优势,适用于近距离目标成像感知,在自动驾驶、安全检查以及通信感知一体化等领域有广泛应用。雷达近距离三维成像技术,是指在近距离构型下,基于合成孔径原理、等效相位中心原理,形成虚拟二维阵面,提升方位向与高度向的分辨能力,并结合距离向大带宽信号,实现目标的三维成像。然而,近距离成像体制下,轻小型雷达系统具有运动自由度高的特点,在成像过程中会形成非规则的合成孔径,导致雷达回波采样不均匀与稀疏采样的问题,会严重影响目标的三维成像质量。本文围绕非规则孔径规整化方法与二维稀疏模式下的雷达三维成像方法开展了研究,主要工作如下:1、建立了非规则孔径雷达近距离三维回波信号模型,导出了近距离构型的判定条件,研究了波前弯曲问题的补偿方法,并分析了非规则孔径下雷达回波的相位特性,为后续回波信号的成像处理奠定了理论基础。2、研究了雷达近距离三维成像算法距离徙动算法,分析了非规则孔径对雷达近距离三维成像性能的影响,并对比分析了规则孔径与非规则孔径的成像效果。3、提出了基于最小二范数的非规则孔径校正方法,解决了非规则孔径导致的采样不均匀问题,分析了孔径规整化后数据采样的稀疏类型,研究了基于压缩感知的高度向稀疏三维成像方法,实现了非规则孔径高度向稀疏的三维成像。4、提出了基于主成分增强矩阵填充的稀疏三维成像方法,解决了孔径规整化后二维稀疏采样的问题,增强了二维稀疏的雷达回波信号的恢复可靠性,实现了非规则孔径二维稀疏的三维成像。以上方法均通过理论分析、仿真实验与实物测试数据验证了其有效性,表明上述方法可以实现非规则孔径雷达近距离三维成像。