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近年来，合成孔径雷达成像技术快速发展，在军事和民用领域得到了越来越多的应用。同时，用户对多模式、多通道、多极化等新体制越来越高的要求也给SAR系统带来了巨大的挑战。SAR面临着系统复杂度高、数据量大、传输存储困难等诸多问题。 采用稀疏体制的雷达系统在缓解系统复杂度、降低数据量等方面具有一定的优势。本文深入系统地研究了基于变换域稀疏的雷达成像技术及应用问题，主要分为三个部分，包括基于复图像变换域稀疏特性和压缩感知的InISAR和InSAR的稀疏采样和重建问题、基于变换域稀疏和空间稀疏特性的稀疏阵列天线侧视三维成像的问题和艇载共形稀疏阵列天线雷达在对地成像中的应用问题。具体的研究工作如下: 1.研究了机载交轨向三孔径毫米波SAR侧视三维成像问题。利用交轨方向三孔径天线形成的稀疏阵列结构，获得高程分辨率并实现三维成像。针对交轨方向的采样数较少及非均匀采样引起的高程分辨率低和图像质量较差的问题，采用压缩感知方法来实现超分辨成像。利用仿真和实际数据比较了传统成像方法和提出的基于压缩感知成像方法的性能。 2.研究了干涉逆合成孔径雷达运动目标复图像重建问题。针对InISAR复图像数据量较大影响数据传输的问题，提出了基于干涉重构处理的ISAR复图像重建方法。设计了其信号处理流程，并对其数据压缩性能进行了分析。针对干涉相位噪声对图像相位影响较大的问题，在图像压缩前，采用了回转中值滤波处理。对实际数据的处理结果验证了所述方法的有效性。 3.研究了机载干涉SAR稀疏成像的问题。设计了基于M序列的稀疏采样方式，提出了稀疏采样条件下的SAR干涉成像方法，使重建的InSAR复图像的幅度和干涉相位等效于满采样的重建结果。采用圆锥仿真和实际数据验证了该方法的有效性，分析了不同信噪比对稀疏成像的影响。 4.研究了连续场景的稀疏阵列天线SAR侧视三维成像问题。采用高程向多天线观测结构，将干涉重构处理方法应用于SAR侧视三维成像当中，分析了高程向稀疏阵列天线SAR的成像模型，利用连续子阵的相位作为参考去除分辨单元的随机初始相位，降低复信号的带宽，以使高度稀疏阵列天线实现SAR侧视三维成像。采用仿真实验分析了不同采样数、阵列构型和变换基对成像的影响。 5.针对飞艇平台，设计了基于组合巴克码的共形稀疏阵列，并对稀疏阵列的探测性能进行了分析。针对飞艇悬停的特点，将前后不同脉冲时刻的实孔径成像结果进行干涉重构处理，去除分辨单元的随机初始相位，使图像在变换域稀疏。引入压缩感知方法，建立回波与变换域系数的关系，完成对地成像，并获得接近满阵阵列成像效果。仿真数据处理结果验证了所述方法的有效性。