机载雷达前视成像和目标检测在前视侦察、精确制导、物资空投和地形避让等军事和民用领域有着十分重要的应用。然而,常规的多普勒波束锐化或者合成孔径雷达存在前视成像盲区。基于波束扫描的雷达,能够获取前视区域的实波束图像,但是收到天线尺寸的限制,使得实波束图像方位向分辨率较低,通常无法实现前视区域中多个感兴趣目标的有效分辨与检测。因此,开展机载雷达前视成像检测一体化技术的相关研究,对提升机载雷达的性能有着重要的意义。本文针对机载雷达前视成像和感兴趣目标检测所存在的问题,主要研究基于单幅实波束图像的超分辨成像检测一体化技术。首先分析实波束前视扫描雷达回波特性,随后建立了回波模型,最后提出了基于低秩稀疏分解的目标检测方法以及超分辨成像检测一体化方法,主要内容如下所示:1、建立了机载雷达前视成像模型。根据机载前视扫描雷达回波获取过程,导出回波信号表达式;分析了回波特性,建立了回波方位向卷积模型,并对反卷积的病态性进行了分析,为后续超分辨成像和目标检测提供了理论支撑。2、提出了基于低秩稀疏分解的机载雷达目标检测方案。该方案首先对获得实波束图像进行超分辨处理,提升方位向分辨率,使得在同一距离单元的多个邻近目标得到有效分辨;然后利用滑窗操作对获得的超分辨图像进行预处理,映射为超分辨补丁图像;最后,利用低秩稀疏分解和滑窗后处理操作,实现前视区域多个感兴趣目标的检测。该方案不仅有效解决了传统检测方法虚警概率高的问题,而且有效解决了多个相邻目标被检测为一个目标的问题。3、提出了基于低秩稀疏约束的机载雷达前视成像检测一体化方法。该方法首先分析了前视场景中感兴趣目标和背景的特性;然后,在正则化理论框架下,将稀疏目标和低秩背景作为正则化约束项,构建目标函数;最后,利用优化理论对目标函数进行求解,同时实现超分辨成像和目标检测。该方法有效解决了以往成像检测过程相互独立造成的误差传递以及处理效率低的问题。本文所提出的方法已通过MATLAB仿真和外场实测数据进行了验证。结果表明,上述方法可以能够实现机载雷达正前视区域多目标的有效检测,以及一体化方法同时能够实现前视区域的超分辨成像。