现代国防越来越多的受到高速武器的威胁,如弹道导弹,无人侦察机等。提高对高速运动目标的探测、跟踪、成像和识别能力是当前雷达技术领域所面临的前沿课题和紧迫任务。而宽带雷达以其高距离分辨率的优点,可以在回波中获取更多的关于目标的信息,包括目标存在与否、位置及目标特征等。通过提高信号带宽,可以获得雷达的一维距离像及二维图像,提高雷达在杂波中检测目标的能力以其提高目标运动参数的估计精度。因此,如何利用宽带雷达的回波信息进行有效的相参积累,实现雷达目标的检测、跟踪、成像和识别,已经成为雷达技术研究的热点问题。本文主要研究了宽带雷达体制下高速运动目标检测和成像处理。对其中的宽带雷达目标模型、相参积累、运动速度和调频参数估计、ISAR成像处理等方面进行了重点研究。本文主要研究内容及成果如下:1.提取了高速运动目标在窄带雷达和宽带雷达下的回波特征,给出了高速运动的目标模型。分析了高速运动目标的距离走动的形成原理和对相参积累的影响。分析了高速运动对窄带和宽带目标回波的影响。和窄带雷达相比,宽带雷达目标不能再被视为点目标,而是距离上的扩展目标。定量分析和仿真了高速运动对宽带雷达测距的影响及频谱展宽等现象。2.提出了基于速度谱估计的距离走动校正方法,仿真和分析了距离走动校正后相参积累的效果。研究了相参积累的原理,分析和仿真了宽带雷达中高速运动目标的距离走动现象。在窄带和宽带情况下,对速度谱估计方法进行相参积累的效果进行了仿真分析。比较结果表明,速度谱估计法更适合高速目标在宽带雷达条件下的距离走动校正和相参积累。还研究了 Keystone变换原理和实现方法,以及应用Keystone变换方法实现距离走动校正和相参积累的方法,对Keystone变换的距离走动校正效果进行了仿真研究。Keystone变换之后再进行相参积累可以得到更好的相参积累效果,相参积累增益提高了约13dB,没有频谱展宽等现象。3.提出了基于互功率谱的距离像互相关改进测速方法。针对传统距离像互相关方法测速精度受到距离单元长度限制的问题提出了改进方案。通过互功率谱的方法来进行分数延时估计,然后再精确估计距离像互相关峰值的位置,对距离像测速方法及改进方案进行了仿真分析,改进方法突破了整数倍距离单元的限制,提高了测速精度。4.研究了基于回波相位信息的相位拟合测速方法,针对目标运动速度特别大的时候,考虑回波伸缩效应的情况下,利用宽带去斜处理和回波相位拟合的方法进行速度估计。充分利用了回波相位信息,分析了解决相位缠绕的方法,并进行了相关的仿真分析,与常用的相位提取多普勒频移方法相比,提高了测速精度。5.研究了利用时频分析进行LFM调频参数估计的方法,主要是Wigner-Hough变换和分数阶傅里叶变换,对两种时频分析方法的关系和数学形式上的统一性进行了详细论述。针对利用时频分析方法进行LFM调频参数估计进行了仿真分析。6.提出了基于分数延时滤波器的改进的ISAR距离对准运动补偿方法。针对传统的距离对准方法受到整数倍距离单元的限制,最大对齐误差可达半个距离单元的问题,利用分数延时估计和分数延时滤波器的方法突破整数倍距离单元的限制,提高ISAR距离对准的精度,从而提高ISAR成像的聚焦效果,并用实测数据验证算法的有效性。