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逆合成孔径雷达（ISAR，Inverse synthetic aperture radars）能在固定的平台对导弹、飞机、舰艇，天体等运动目标进行全天候远距离的观测成像，在战略防御、反卫星、反导弹和天文研究等方面都有重要的应用。机动目标和多目标成像是ISAR成像领域富有挑战性的课题，本文就此展开了研究。其次，微多普勒蕴含着丰富的目标信息，因此本文对机动目标的微多普勒进行了初步的研究。本文的主要工作如下： 1、分析了机动目标的等效转台模型，研究了机动目标时频成像技术，通过仿真实验表明时频分析在机动目标成像中有良好的效果。 2、研究机动目标的相位校正方法。使用时频分析法分析机动目标的时变多普勒特性。指出机动目标不同散射点的多普勒频移有很大的不同，所以需要对各散射点的相位进行单独的估计和校正。文中给出了利用DCFT结合CLEAN的方法对各散射点的相位进行单独的估计并补偿。仿真结果表明，该方法能对机动目标的相位进行有效补偿并获得理想的成像结果。 3、研究DCFT与CLEAN相结合的方法实现对机动目标回波信号的AM-LFM分解。利用DCFT估计调频斜率时，提出了一种能量散布度准则，使调频斜率的搜索步长大大提高，从而可以采用大步长粗搜索结合小步长精搜索的策略，使调频率的估计速度比使用传统的最大值准则提高2个数量级；在CLEAN的终止条件的确定时，提出了一种基于信号能量变化率的准则，使CLEAN的终止条件的设置更加的合理，而且具有自适应性，避免了以往只能靠经验设置的缺点。仿真实验表明：将AM-LFM分解与WVD时频成像相结合，能获得机动目标高分辨率的瞬时像，同时能避免单纯的时频分析法中测不准原理的限制，和单纯的WVD法中分辨率和交叉项之间的矛盾。 4、研究了“距离像交错模式”和“距离像重叠模式”的多目标成像方法。针对距离像交错模式，提出一种使用RADON变换进行粗对齐，通过目标加窗隔离、包络相关和曲线拟合的方法进行精对齐的距离对齐方式；对于距离像重叠模式，采用AM-LFM分解结合WVD时频分析的方法获得目标的瞬时ISAR像。仿真结果表明了两种多目标成像方法的有效性。 5、对机动目标的微多普勒特性进行了研究，重点对旋转目标、翻滚目标和锥动目标的微多普勒进行了数学推导，通过计算机仿真表明其理论计算与仿真结果吻合。