随着科技的迅速发展,信息战、电子战已经成为了当代战争的主要形式,决定战争胜负的关键往往是对战场动态的实时监测和处理。然而,现有各种成像雷达的探测能力均受到天线阵元孔径大小的限制,导致对实际接收到的综合电磁信号中不同方位来波信号的分辨能力没有本质上的突破,己经不足以满足当前电子侦查的分辨率要求。本论文对雷达凝视成像方法与技术进行了深入的研究和探寻,提出了一种新颖的微波凝视成像体制。该体制的核心思想是在多方位来波信号进入接收天线前,使用波前调制器对其施予多状态非相关调制,经数值计算与误差分析后,获取现有非干预线性理论框架下难以提取的综合电磁信号中不同来波的精细方位,从而巧妙地将提高雷达成像分辨率的难题转化为了非相关调制器的性能问题,建立起了基于方位向波前非相关调制的成像新体制。为了实现该体制的核心技术手段-方位向波前非相关调制,必须研制出一款可以实现非相关调制功能的关键器件。本论文的主要工作就是研究如何利用等离子体实现可控的、大动态的、精细的非相关调制即等离子体非线性调制器的制备技术。本论文独创性地选用对电磁波散射效果明显的圆柱形等离子体进行研究,通过理论计算和实验测试不断调整等离子体调制器中的气体压强、气氛配比与分布均匀度,采用新颖的串联谐振式电容耦合结构激励等离子体。经过实验测试,本论文研制的等离子体调制器可实现在0~500w等离子体激励功率条件下,对Ku波段电磁波信号0~4dBm的幅度调制和0~45°的相位调制作用。本论文进一步利用所研制的等离子体调制器,在所搭建的系统实验平台上进行了Ku波段微波凝视成像实验。在200平方米(20米×10米)的复杂场景下,实现了接收天线主波束接收范围内0.15米的方位向分辨率,这在传统雷达体制中相当于将天线口径扩大了102倍,比目前最好的超分辨雷达还清晰了10倍,从而大大突破了现有天文射电望远镜、高分辨雷达、电侦系统和电子显微镜等设备的分辨极限。