随着雷达成像技术的发展,人们对雷达性能的需求日益增强。为了实现更加精细的高分辨成像,为了获得目标更多微动特性,为了得到更高的雷达成像帧率,人们纷纷把目光集中在太赫兹SAR成像上。然而不同于微波频段SAR成像,太赫兹SAR成像多用于近场成像,在成像过程中发现一系列微波频段SAR未曾遇见或不构成影响的特殊问题。本论文针对太赫兹FMCW-SAR成像中发现的特殊问题进行研究并提出相应解决方法。论文第一章首先对课题背景及研究意义进行了阐述,课题主要意义在于针对太赫兹近场SAR成像中遇到的特殊问题提供理论基础和解决方案,进一步推动太赫兹合成孔径雷达的发展。然后对国内外太赫兹SAR成像理论算法与雷达系统实验的发展进行介绍,提供论文研究的背景与现状。最后对论文的内容与结构进行简要介绍。第二章首先对太赫兹雷达系统结构与原理进行介绍。太赫兹雷达系统大多采用FMCW体制,通过中频扫频源生成的中频信号多次倍频得到太赫兹信号,在接收太赫兹雷达回波时,由于数字采样模块功能限制,无法直接对太赫兹信号进行采样,所以大多采用解线频调的工作模式,对雷达目标回波与本振参考信号去斜处理得到的中频信号进行采样获得回波数据。在此过程中太赫兹宽带线性调频信号将会产生大量非线性,要想获得聚焦的成像结果,必须预先进行非线性校正。接下来分别对存在于相位项与幅值项中的非线性原理进行理论推导,得到的信号非线性校正方法在实验运用中获得良好效果。最后论文针对分谐波耦合导致的非线性问题,提出了一种全新的基于分谐波抑制的多次非线性校正方式,能够校正分谐波带来的非线性同时,提高成像结果的信噪比。第三章首先对SAR成像的基本原理进行了介绍,并且针对于太赫兹FMCW体制的雷达系统,完成了距离多普勒成像算法的推导,为成像工作做准备。最后讨论太赫兹SAR近场成像存在的一个特殊问题:方位向的距离空变问题。相比较于传统微波频段SAR成像,太赫兹SAR受功率限制目前主要运用于近场成像。雷达至目标距离相较与目标本身大小而言,远远小于微波频段SAR成像中的情况,外加太赫兹SAR频段高波长短,对距离参数更加敏感,在成像过程中进行方位向聚焦时,方位向调频率是随微小距离而变化的物理量,这与传统远距离SAR成像中并未考虑。经典的距离多普勒算法可以解决方位向的空变问题,但在实际成像中,由于系统与测量误差,准确估计每一距离单元的距离参数会耗费巨大的计算量。本论文针对太赫兹SAR近距离成像的方位调频率空变问题,提出一种基于特显点的方位向多普勒调频率估计的高效成像算法,能够无需对距离参数搜索便实现高精度的方位向聚焦,是一种实用的太赫兹SAR近距离成像算法。第四章主要研究太赫兹SAR成像中的误差校正。校正的误差一方面有成像参数误差,通常包含雷达平台运动速度,雷达波束照射的斜视角,成像距离参数等,每一项误差都会导致成像结果散焦。因而最后一章首先介绍了在太赫兹SAR成像中常用的参数误差校正方法:最小熵值法。在实际情况中,常常通过成像结果的熵值对成像参数的准确值进行搜索。除去成像参数的误差外,雷达平台的抖动也会造成成像结果散焦。不同于微波频段SAR成像,太赫兹SAR成像中通常不具备惯导系统,无法记录平台抖动用于抖动补偿。并且太赫兹SAR对微小振幅的抖动也极为敏感,在传统SAR中可以忽略的极微小抖动在SAR成像中会导致成像结果严重散焦。实验还发现,太赫兹频段抖动并非规则抖动,无法使用SAR领域传统的解析建模方式进行抖动补偿。因而本论文从ISAR成像视角,提出了一种基于相位中心跟踪的雷达平台抖动自聚焦成像算法。算法主要流程是雷达回波包络对齐,回波初相校正,方位向自聚焦,最后进行成像,解决了太赫兹SAR成像中特殊的雷达平台抖动补偿问题。文章最后对全文内容进行总结,并针对太赫兹SAR成像中遇到的每一个问题进行总结与分析,最后提出了下一步有待开展的工作。