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不同于其他空间飞行目标，舰船目标具有体积大，航行速度低，高海情下自身转动明显的特点。这使得对于舰船目标的ISAR成像需要面临成像积累角较小且成像平面不固定的问题。为此，本文引入三维成像技术，设计并提出了一系列有效的方法应对各种海情下舰船目标的成像问题。 在详细的舰船目标回波建模过程之后，本文首先介绍了基于时频分析的距离——瞬时多普勒成像方法，并对各种时频分析方法的原理和特点做出了介绍。这种成像算法的优势在于可以得到舰船目标成像平面固定的某一时刻瞬时像。此外，文章同时也引入Keystone变换，消除大尺寸舰船目标可能出现的越距离徙动现象。结合回波积累过程，此方法同时可以实现舰船目标在低信噪比情况下的成像问题。 此外，考虑到距离——瞬时多普勒成像算法的局限性，文章分别提出了基于角运动参数估计的最优成像时间选取算法和基于多普勒中心估计的最优成像时间选取方法用于选取能够通过传统的距离-多普勒成像算法得到适应于不同应用场景下的最优成像积累时间段。 为了获得舰船目标的真实信息，同时克服舰船目标二维成像中无法避免的难题，本文引进InISAR三维成像技术对舰船目标进行三维成像。不仅如此，文章在采用双基雷达配制的前提下，分别设计了基于最优成像时间段选取的舰船目标InISAR三维成像算法和基于线性时频分析的舰船目标InISAR三维成像算法。基于CS技术的超分辨成像算法和FRFT线性时频分析的知识也被用于其中。两种算法均可以成功对舰船目标进行三维恢复，从而得到真实可靠的舰船目标信息。 当所采用的二维ISAR图像中出散射点重合的情况时，采用InISAR三维成像技术对舰船目标进行成像就会因测角误差出现“角闪烁”现象。为此，文中特引入MIMO雷达配置，通过合理地信号和阵列布形设计，利用空间分割的方法对舰船目标进行单次快拍成像。不仅如此，为了降低硬件成本，文中还加入了特别针对二维信号的CS高分辨成像算法，最终得到了可以反映舰船目标真是信息的三维坐标图像。