随着雷达技术的发展,无源雷达已经应用于地面目标识别和海上目标监测。在实际应用中由于地形、障碍物等影响,会造成目标识别的不准确。机载无源合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统将接收机置于机载平台上,接收外辐射源信号实现对目标的定位成像。机载无源SAR系统通过利用飞机平台的移动性,可以覆盖更大的监视区域,同时可以轻松将接收机靠近目标物体而不被发现,常应用于军事作战中。本文分别从机载无源宽角SAR稀疏成像重建和多基地机载无源扩展性目标稀疏成像重建两方面对机载无源SAR系统成像展开研究。本文主要研究内容如下:(1)首先介绍了机载无源SAR系统的工作原理,然后建立中国移动多媒体广播信号模型,最后介绍对信号进行稀疏表示的压缩感知理论。通过贪婪算法求解局部最优解得到相对最优解,进而实现稀疏成像。(2)针对机载无源宽角SAR系统探测过程中目标的散射特性随观测角度变化的问题,提出一种基于同时正交匹配追踪(Simultaneous Orthogonal Matching Pursuit,SOMP)的成像算法。算法首先将宽孔径划分为若干个子孔径,在建立机载无源宽角SAR系统信号模型的基础上将成像重建过程转换为求解多测量向量的联合稀疏优化问题,然后将目标的各向异性散射特性用基于多测量向量的联合稀疏模型来描述,最后采用基于SOMP的分布式贪婪稀疏重建方法实现对地面探测目标的准确稳健成像。仿真实验结果表明基于SOMP的分布式贪婪稀疏重建方法成像重建误差较低,具有较强的实际意义。(3)针对探测场景的稀疏性,提出了一种多基地机载无源扩展性目标稀疏成像重建方法。该方法利用目标的成簇特性,使每个发射站对应的雷达图像具有块稀疏特征。同时利用方位角度的不同,每个发射站对应的目标非零反射系数位置相同但数值不同,所有发射站对应的雷达图像具有联合稀疏性的特征,提出了基于概率图模型的双层块稀疏匹配追踪(Two Level Block-sparsity Matching Pursuit,TLBMP)成像算法。仿真实验结果表明,TLBMP算法具有较小的重建误差,同时减小了算法复杂度,加快图像重建速度。