成像雷达通过探测得到目标的距离向和方位向高分辨,从而确定目标的几何轮廓和结构,具有全天候、全天时的特点,在各个领域均有重要意义和较多应用。目前,ISAR成像研究大多聚焦在微波段,在成像算法和运动补偿方面研究都有较大进展,但是伴随现代战争环境的诸多变化,隐身飞机及其他隐身目标相继在战场上崭露头角,对ISAR成像提出了新的挑战。在微波段,隐身目标RCS较小,雷达很难探测到。VHF波段由于波长较长,有“天然”的反隐身特性,但传统的VHF雷达性能不佳,横纵分辨率不足,只能把目标当作“点”状看待。本文通过横向超分辨的方法,提高VHF雷达的分辨率,在搜索的同时实现对远距离平稳飞行目标成像,提高雷达预警能力,为作战人员延长战场反应时间。本文的主要工作如下:(1)介绍ISAR成像基础知识,建立了目标准切向运动时的等效转台模型,推导了其方位向分辨率,给出了目标尺寸与ISAR像的横纵向分辨率之间的制约关系。针对VHF波段,分析了该波段的电磁特性,用FEKO软件对某歼击机飞机进行电磁仿真,观察在不同频率、不同方位角下目标RCS,并用ffe文件回波数据做ISAR成像实验,说明其在探测隐身目标时的优势,同时,由于该波段带宽较窄而探测目标距离雷达较远,研究了距离向和方位向的限制条件,计算了为达到期望方位分辨率而需要的观测时长。分析了把现代谱估计的方法运用到方位向成像的可能性,说明了ISAR横向成像实质就是频率估计,进一步介绍了在方位向运用超分辨算法的处理流程。(2)假设飞机目标平稳航行,通过补偿算法可以把其等效为置于匀速转动的转台之上。传统的FFT谱分析分辨率受限,本文介绍了两种基于非参数化谱估计的ISAR超分辨算法:CAPON及APES算法。推导了算法表达式,从原理上分析两者估计信号参数的性能差异。通过建立仿真信号,分析两种算法的分辨率和信号幅度估计的准确性。随后,通过建立两种典型飞机的散射点模型,改变飞行速度、SNR和探测距离等因素,进行成像实验,然后与经典RD算法进行对比分析。(3)探究了两种基于参数化谱估计的ISAR超分辨成像方法,ESPRIT和MUSIC算法。这类算法属于特征子空间类方法,通过对信号空间分解来进行参数估算,近年来发展很快,常被用于信号的DOA估计。通过对回波信号构造,可以把此类技术用于测频,随后通过频率和散射点位置的关系还原图像。针对MUSIC算法在低SNR时估计准确度下降,本文讨论了一种改进的MUSIC算法,通过对噪声空间修正,增加了算法抗干扰能力。ESPRIT算法由于不需要进行峰值搜索,计算量比MUSIC小。首先介绍了该类算法信号的构造方式和基本原理,由于此类算法需要知道散射点的个数后才能够对特征空间进行准确划分,所以介绍了散射点数目估计的判断准则,最后,通过仿真实验分析了不同SNR条件下算法的估计性能,同时对比RD算法可知新方法成像质量得到进一步提升。