相比于雷达二维成像技术,雷达目标三维高分辨成像可以为雷达探测提供更丰富的目标信息,在遥感观测、目标识别等领域具有很大的应用价值。本文瞄准太赫兹三维成像在公共安全和军事探测等领域应用需求,围绕太赫兹阵列雷达三维成像技术,重点对太赫兹阵列雷达三维成像原理、成像模型和成像算法进行了深入研究,提出了太赫兹雷达方位俯仰目标三维成像、多阵元干涉三维成像、旋转线阵三维成像以及基于圆形阵列的三维成像等方法,促进了太赫兹雷达成像技术的发展。针对太赫兹频段目标方位俯仰成像模型,分析了太赫兹雷达实验系统中宽带信号非线性效应对成像性能的影响,提出两种非线性相位误差补偿方法;建立了方位俯仰宽带三维成像模型,提出基于非均匀傅里叶逆变换的快速三维成像方法,分析了太赫兹频段复杂目标模型和粗糙目标模型的成像特点,首次开展了太赫兹频段的方位俯仰三维成像实验,并获得了柠檬片的三维成像结果,验证了太赫兹频段三维成像高分辨的优势;提出基于双频信号的方位俯仰三维成像方法,消除了信号非线性误差的影响,降低了三维采样数据量,利用电磁计算数据获得了粗糙圆锥和粗糙立方体的三维成像结果。基于干涉处理技术,提出了多阵元干涉三维成像方法。建立了太赫兹频段的双阵元干涉成像模型,开展了太赫兹频段双阵元干涉成像实验,获得了飞机模型的三维图像;利用太赫兹频段大带宽优势,提出基于L型基线干涉的双频带联合处理的方法,仿真获得了飞机点模型的三维成像结果,提高了干涉测量精度;针对太赫兹频段粗糙面目标成像特点,建立了多针元干涉三维成像模型,提出适用于面目标成像的背景去除方法和序贯解缠方法,仿真分析多阵元干涉的三维成像性能,开展了多阵元干涉三维成像实验,获得了粗糙平板的三维干涉成像结果。针对太赫兹频段实时成像需求,提出了基于旋转线阵的三维成像方法。建立了旋转线阵三维成像模型,从频谱支撑域出发分析旋转线阵的三维成像原理,仿真对比不同带宽和阵元数条件下的三维成像性能;提出波数域快速二维成像方法和稀疏阵列设计方法,分析对比不同阵列构型下的成像性能,验证了波数域二维成像方法和阵列设计方法的有效性,并提出了基于逆成像处理的快速回波生成方法;提出了波数域三维成像方法,实现了旋转线阵成像模型下的目标图像三维快速重构。结合阵列信号设计技术,提出了基于圆形阵列的三维成像方法。建立了圆形阵列信号模型,生成具有差异性的空间辐射场,再结合雷达与目标的相对运动获得三维成像分辨能力;提出基于CBP-谱估计的联合三维成像方法,可以有效提高成像精度及其对噪声的抑制能力;构建基于圆形阵列三维成像的稀疏表示模型,提出了基于稀疏贝叶斯学习的三维重构方法,简化了目标三维成像实现过程。