穿墙雷达三维成像技术能获取封闭场景内部三维目标信息,相比传统二维成像能得到更多维度的信息,可极大提高穿墙雷达在反恐、救援、巷战等应用中的探测精度,满足多样化的探测需求,具有重要的应用前景,是目前国内外研究的热点问题。本文主要针对穿墙雷达三维成像方法开展研究工作,主要研究内容包括:1、根据典型封闭空间结构特征,分析了电磁波在封闭空间中透射、反射、折射等传播规律,建立了目标和各类多径的三维电磁传播模型,根据多径假目标分布的空间和对应的墙体对其进行分类,并对模型进行仿真验证。2、分析了前墙对穿墙雷达三维成像的影响,改进了基于最小延时法的前墙延时补偿方法,针对穿墙雷达实际探测过程中墙体参数未知的问题,研究了K阶积分聚焦法、高阶统计量聚焦法、最优聚焦时间法三种自聚焦成像方法,可以消除前墙延时对成像影响,同时对墙体参数进行估计,分析了三类方法的性能、特点及其适合的应用场景,最后对以上方法进行了仿真验证。3、针对封闭空间的多径假目标干扰问题,设计了相关匹配的三维多径抑制算法,详细分析了算法流程,通过仿真验证该算法可以有效抑制多径假目标,经对比验证算法在低性噪比情况下依然适用,且能提高低信噪比图像的质量;针对穿墙雷达成像中单程多径的特点,设计了单程多径联合抑制算法,在二维成像的基础上进行仿真和实测验证,并将该算法扩展至三维成像系统,通过仿真验证其在三维成像系统中的有效性。本文针对穿墙雷达三维成像技术,在建模、成像、前墙补偿、多径抑制等四个方面展开研究,仿真与实验验证了上述模型与方法的有效性,对三维成像技术的发展具有重要意义,也为后续研究工作奠定了基础。