逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)具备全天时、全天候、远距离探测,以及获取非合作运动目标高分辨图像的能力,已在军事和民用领域发挥了重要作用。对于平稳运动目标,ISAR成像技术已相对成熟。随着雷达技术发展以及观测目标的不断扩展,对具有高机动、进动、章动以及三维转动等特性的复杂运动目标,ISAR成像仍存在诸多技术难题,因此,研究复杂运动目标ISAR成像处理技术具有重要理论意义和应用价值。基于以上背景,论文研究了复杂运动目标ISAR成像处理的若干关键技术,主要工作内容包括:第一章为绪论。阐述了研究背景及意义,系统介绍了ISAR成像理论和技术的发展情况,对复杂运动目标的成像技术进行了概述和分析,并介绍了全文的具体内容安排。第二章介绍了ISAR成像基础。概述了ISAR的转台成像模型以及成像技术,包括脉冲压缩和运动补偿的经典方法,通过仿真飞机散射点模型回波和距离多普勒(Range-Doppler,RD)算法成像,为下文复杂运动目标ISAR成像奠定了基础。第三章分析了复杂运动对目标ISAR成像的影响。建立了各种复杂运动目标的运动几何模型,定量分析了目标的距离慢时间回波信号特征,以具有进动自旋运动特性的导弹为例,具体研究了复杂运动目标的径向距离变化和多普勒特征,基于导弹模型获得仿真回波数据,通过对回波的频谱和微多普勒谱进行分析,上述理论分析的正确性得到了验证。第四章研究了一种结合基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的参数估计方法和广义二阶Keystone变换的复杂运动目标成像方法。首先分析了高速运动目标的回波特性,结合复杂运动目标的微动特性,将基于分数阶傅里叶变换的参数估计方法和广义二阶Keystone变换应用到传统RD算法中得到改进的新算法,采用传统RD算法和新算法对导弹仿真数据进行成像对比分析,仿真验证表明新算法可提高ISAR图像聚焦效果。第五章研究了复杂运动目标ISAR成像时间选取算法。分析了两种最优成像时间选取算法,即基于图像对比度估计和基于多普勒展宽估计的最优成像时间选取算法,通过对仿真回波数据进行筛选,得到最优成像时间,在选取的成像时间段内目标近似做平稳运动,满足使用RD算法进行ISAR成像的条件,可以有效增加成像处理的鲁棒性。第六章为结束语。对全文所做工作进行总结,并对未来的研究做进一步展望。