线阵三维SAR是在飞行平台上垂直于运动方向放置一列阵元天线,通过平台运动合成虚拟面阵天线得到面阵平面内的二维分辨率,并采用脉冲压缩技术得到雷达视线方向的高分辨率,从而完成对观测区域的三维成像。线阵三维SAR技术能更好地反映地物信息,是近年来研究的热点。但成像的难点在于机翼的结构和载荷限制了阵元的分布,使切航迹向的阵列长度降低,传统方法难以满足超分辨成像的需求。针对这个问题,本文基于多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术研究了均匀等距阵列和稀疏非均匀阵列下的线阵三维SAR超分辨成像算法,主要工作包括以下几个方面:(1)当线阵三维SAR系统在低空侦察时,切航迹向和沿航迹向的分辨率相当。为了同时改善二维分辨率,在均匀等距阵列下,提出了用于线阵三维SAR的二维快速ESPRIT算法。该算法的特点和优势在于:首先将传统的ESPRIT算法从一维扩展到二维。其次,该算法只选择面阵中的“L”型阵列数据进行相关运算,并结合RD算法快速求出目标散射系数,降低了运算量。(2)在某些特殊结构的飞行平台下,安置的阵列只能等效为稀疏非均匀阵列,大部分基于谱估计的超分辨方法受阵列结构的限制难以达到较好的成像效果。为了改善稀疏非均匀阵列下的成像效果,提出了基于冗余基结构的压缩感知算法。该算法在非均匀采样下,通过改善测量矩阵的结构,提高了切航迹向分辨率。(3)基于冗余基结构的压缩感知算法要遍历每一个高度向-沿航迹向单元中的数据,才能得到场景中所有目标的成像结果。针对运算量大的问题,采用截断奇异值的方法对测量矩阵进行压缩处理,该算法在基本不损失回波信号主要信息,保证成像性能的前提下,降低了运算时间。