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逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)适合在目标运动,雷达静止的情况下进行成像,距离维通过大时宽带宽信号提高分辨率,方位维利用目标旋转产生的多普勒信息进行分辨。如何在提高距离分辨率的同时降低系统成本,以及研究受运动补偿限制的多目标成像算法,对ISAR成像意义重大。下面对本文的主要工作简要介绍:1)首先分析了 ISAR系统的成像原理,研究决定成像分辨率的因素以及提高分辨率的方法。线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号是广泛应用的大时宽带宽积信号,本文深入分析了 LFM信号的时频特性与两种脉冲压缩方法。2)线性调频步进(Linear Modulation Frequency Stepped,LMFS)信号兼具了线性调频信号与频率步进(Stepped-Frequency,SF)信号的特点,可以在获得距离高分辨的同时降低系统成本和复杂度。本文深入研究了 LMFS信号的特点,对传统的时域宽带合成方法与频域宽带合成方法展开介绍,分析了去调频的时域宽带合成法与快速频域宽带合成法,并仿真验证其可行性。针对目标运动对宽带合成效果造成的影响,分析最大脉组乘积求和法,并提出了改进的时域互相关法与基于均方误差代价函数法以实现参数估计,最后利用实验仿真进行对比验证。3)传统ISAR成像方法不仅受限于运动补偿的精度,并且现有多目标成像基于图像或信号分离,复杂度高,成像质量无法保证。对此,本文提出了基于似然函数(Likelihood Function,LF)的多目标成像方法,首先分析最大似然估计(Maximum Likelihood Estimation,MLE)原理与似然函数的特性,并推导出实际算法需要确定的搜索范围与搜索步进,对单目标与多目标成像进行步骤分析与实验仿真,验证基于LF成像方法的可行性。针对在实际应用中,LF成像方法计算量较大的问题,研究了基于快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)与线性调频Z变换(Chirp Z-Transform,CZT)的快速算法,并进行计算量分析。