目前，国际上微波遥感系统呈现多参数、多模态的发展趋势。这种集成化的处理可大大节约成本，并使SAR系统具有通用性。曲线合成孔径雷达(CLSAR)是一种工作在聚束模式(Spotlight)下的新型微波对地观测技术，它可以作为一种新的微波对地观测系统工作模式。 本论文系统的分析了传统的基于FFT的雷达成像方法的基本原理，对一维目标情况下的匹配滤波成像方法，二维情况下Spotlight SAR的极坐标格式成像算法(PFA)均作了详细的数学建模、理论分析及数值模拟工作；并通过对曲线孔径的二维傅立叶分析，指出由于曲线孔径造成的大旁瓣的影响，这种基于FFT的传统成像方法并不适用于三维情况下的CLSAR。 针对曲线孔径下FFT成像方法的大旁瓣问题，本论文引入了一种基于非线性最小方差准则(NLS)的参数估计方法——RELAX算法来实现雷达目标的特征提取。首先将RELAX算法应用于一维情况下的距离向高分辨力雷达及二维情况下的Spotlight SAR，作了相应的数值模拟，验证了RELAX算法的有效性与优越性。在此基础上，本文给出了通过RELAX算法实现CLSAR三维雷达目标特征提取的具体步骤，以及相应的数值模拟结果，并对不同形状的曲线孔径作了比较。模拟结果表明，应用CLSAR实现雷达目标的三维特征提取是可行的。