逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,简称ISAR)是一种高分辨率成像雷达,其主要作用是解决非合作运动目标的探测成像问题,且具有远距探测、全天候、全天时工作的特点,在军事和民用领域均有广泛应用。本文着重研究了机载ISAR舰船目标成像信号处理和成像面预测算法,以及ISAR图像中目标航向转角估计方法。论文主要工作如下:第一章是绪论,首先简述了ISAR技术的国内外发展及现状,阐述了本文研究的背景和意义,并且对几种ISAR雷达系统进行了介绍,并概述了本文的主要工作内容。第二章主要分析了机载ISAR舰船目标成像信号模型及图像投影平面的推测算法。在成像机理的基础上,对舰船目标回波信号模型进行了详细论述及数学推导;在此基础上,研究了目标图像投影平面选取方法,给出了二种舰船目标ISAR成像图像投影平面验证方法,即几何映射算法和距离多普勒重构算法;最后,把这二种算法确定的目标图像投影平面,与直接处理得到的ISAR图像进行了比对分析,验证了算法的正确性。第三章讨论了ISAR运动补偿技术,包括ISAR距离对准和相位补偿技术。在ISAR转台成像原理的基础上,分别研究了几种机载ISAR舰船目标成像的距离对准技术和相位补偿方法,并将这些方法应用于两组舰船目标实测数据,结合ISAR图像质量的三个量化标准对结果进行了分析,给出了它们在机载ISAR舰船目标成像中的优缺点。第四章主要研究了机载ISAR舰船目标成像航向转动角估计算法。在获得目标ISAR图像的基础上,利用二维傅里叶变换的旋转不变性和极坐标映射关系,推导了一种基于极坐标描述的航向转动角估计方法;此外,研究了利用Radon变换把二维ISAR图像进行参数转换,形成了一种基于Radon变换的航向转动角估计算法;文末,完成了舰船目标仿真回波数据的处理,验证了这二种目标转动角估计方法的有效性。第五章是结束语,对全文的工作进行了总结,并对今后的研究方向进行了展望。