奈奎斯特采样理论要求采样速率大于等于信号带宽的两倍，这给宽带信号的数字化采样带来了很大困难。有限新息率(Finite Rate of Innovation，简称FRI)理论是一种崭新的采样理论，它能以远低于奈奎斯特的采样速率对参量有限信号进行采样，有望解决宽带信号的采样难题。本文针对任意形状脉冲信号的FRI采样方法进行了较深入的研究，并将该方法应用于雷达目标检测和ISAR成像中，主要的工作和创新点有以下三个方面：首先，研究了基于FRI理论的任意形状宽带脉冲信号采样方法。在该方法中给出了调制多通道采样和单通道低速投影采样两种结构，并且给出了相应的设计原则。第二，研究了一种基于FRI-稀疏重构的雷达目标检测方法。在该方法中用FRI采样结构对雷达回波信号进行低速采样，然后采用稀疏重构算法来估计雷达回波稀疏系数，进而进行距离-多普勒成像。该方法能够在大大降低采样速率的同时有效提高雷达目标分辨率。第三，研究了一种基于FRI-稀疏重构的ISAR成像方法。对FRI-稀疏重构方法估计出来的稀疏系数进行平动补偿和方位向稀疏分解就能得到目标场景的高分辨ISAR图像。