穿墙成像雷达针对障碍物体后的封闭空间进行隐蔽穿透探测和成像,广泛应用在军事侦察、灾难营救、监控反恐等领域,实现生命迹象感知、人体目标位置获取、场景区域成像等功能。由于实际探测环境通常较为复杂,电磁波在复杂几何空间内经过不同路径传播,在回波信号中引入多路径干扰,造成场景成像与目标提取性能的降低。本文基于实验数据,针对穿墙成像算法、多路径回波模型、多路径抑制与利用方法展开研究。1、研究了反向投影与压缩感知技术实现场景成像的原理;分析了多路径干扰的分类方法,据此分别研究了封闭空间中常见多路径传播的数学关系与回波模型,并按照实验参数设置仿真来验证;分析了多径聚焦假目标的特点和与正确目标位置的关联性,为后文多路径抑制与利用方法奠定了基础。2、针对封闭场景内一阶多路径传播模型,分别研究了自由空间多径幻象定位方法与穿墙场景幻象聚焦区域估计方法;根据目标与幻象关于不同天线的位置差异,提出了通过分孔径成像与图像融合实现多径幻象抑制的方法;基于目标与幻象位置的相关性,研究了目标幻象关联的多路径利用方法;分析了两种方法的适用场景、复杂度等问题,并设置仿真和实验测试了两种方法的有效性。3、针对压缩感知重构技术,分析了稀疏化的多路径信号模型;提出了基于不同量测空间重构的多路径抑制方法,利用目标与多径量测矩阵分别重构目标空间,能够有效地消除多路径干扰;研究了基于联合稀疏重构的多路径利用方法,并对比了点目标与扩展目标的重构结果;最后运用仿真数据和实验对上述两个方法的性能进行了检验。本文针对封闭场景中穿墙成像雷达多路径回波分量利用与幻象抑制问题开展了深入的理论研究,讨论了各种方法的适用条件、性能等主要问题,对比了仿真与实测数据的处理效果,具有实际工程应用价值,也为相关领域的后续研究打下基础。