穿墙雷达(Through-the-wall radar,TWR)三维透视成像技术利用电磁波透视墙体,能隔墙获取建筑内部目标的信息。和传统二维穿墙雷达相比,该技术不仅能得到目标位置、呼吸频率等信息,还能得到目标轮廓、人体姿态等重要战略情报,为战略决策者指定作战计划提供帮助。该技术目前已经成为了国内外研究的热点,但理论技术仍然不够成熟,具有非常重要的研究价值。本文主要从成像方法、阵列设计、干扰抑制、三维重构等开面开展了相关研究工作,主要研究内容包括:1、针对穿墙雷达三维成像的典型应用场景,建立了电磁波三维传播模型,研究了两种基于多发多收(Multipath-Input-Multipath-Output,MIMO)阵列的超宽带穿墙雷达三维成像算法。分析了阵列参数对成像结果的影响,并针对稀疏阵列带来的栅瓣问题,提出了基于Fermat规则排布的非均匀阵列。电磁仿真结果验证了该阵列明显优于同等阵元数的传统阵列,能有效提升图像质量。2、针对穿墙雷达三维成像实际应用中存在的干扰问题,研究了两种有效的干扰抑制方法。其中,基于相位相干因子(Phase coherence factor,PCF)的干扰抑制方法主要利用不同通道间的相位差对每个像素点进行加权,该方法在信噪比较高的情况下干扰抑制效果明显;而基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)的干扰抑制方法则更为直接,该方法从原始回波中萃取目标信息,摒弃干扰分量,在低信噪比条件下能有效提高成像质量。3、针对传统穿墙三维成像雷达体积大、成本高等问题,结合近年火热的无线网络(Wireless Fidelity,WIFI)与无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)技术,借鉴成熟的计算机断层扫描成像技术,提出了一种三维场景稀疏重构方案。该方案能使三维成像雷达便携化、成本低廉化,并为穿墙雷达三维成像技术拓宽了思路。仿真数据和实测结果均证明了该方案的可行性。