逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像系统的原理是根据目标的电磁散射特性,将机动目标的组成部分体映射到一个二维的平面上,从而得到目标的大体轮廓,同时呈现出目标的运动状态。ISAR成像在目标识别、辨别和分类等军事应用中发挥着重要作用。在这些应用场景中,如何提高距离向和方位向的分辨率是ISAR成像算法的关键要求。然而当目标的运动状态复杂时,即目标的平移运动和旋转运动为非匀速时,传统的ISAR成像算法将不再适用,图像分辨率会严重下降,甚至失真。基于此,该文提出了两种基于运动补偿的ISAR自聚焦成像算法,并取得了良好的补偿效果。文章的主要内容如下:首先,建立了ISAR机动目标成像几何模型,着重阐述了ISAR成像的基本概念,如一维距离向和方位向,以及多普勒效应,并介绍了距离多普勒成像算法。这些概念和原理作为下面章节的基础依据,支撑起该文所提方法的理论体系。其次,针对匀速大转角高速机动目标,利用keystone变换获得了目标旋转运动所导致的距离徙动补偿(range cell migration compensation,RCMC),但当目标径向速度较大同时存在径向加速度时,其平动的补偿效果较差。而相位恢复算法能够在补偿上述平动分量的基础上,对高速机动目标进行自聚焦成像。因此,该文提出了一种结合keystone变换与相位恢复的ISAR成像算法。同时在实验仿真方面,与经典的运动补偿算法获得的结果进行对比,验证了该文算法的有效性。最后,引入非匀速大转角高速机动目标成像模型,依据其回波特点,推导出该条件下ISAR图像的方位向和距离向都将出现严重的散焦。为了校正回波中的相位误差,提出了一种基于相位恢复算法和Gabor小波变换(Gabor wavelet transform,GWT)的成像方法。该方法利用GWT作为时频分析的工具进行旋转运动补偿,即消除多普勒频移中的转动造成的时变项,接着利用相位恢复进行剩余平动分量的补偿,最终获得了聚焦的成像效果。