成像雷达以其全天候、全天时工作能力、可穿透叶簇或地表等独特优点，广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，是目前国内外研究的热点。本论文提出将逆散射层析成像技术应用于成像雷达，以实现高质量雷达成像。从电磁散射机理、雷达信号采集和图像重建算法三方面综合分析衍射层析成像技术在超宽带合成孔径雷达和探地雷达中的应用，探讨新型雷达成像机制。 目前，合成孔径雷达仅对大面积连续区域或反射率对比明显的目标成像效果较好。与常规窄带合成孔径雷达相比，超宽带合成孔径雷达的大带宽和宽波束导致其无论在系统实现还是成像处理方面均具有特殊性。超宽带情况下的散射机理十分复杂，此时雷达成像质量与系统成像模型、重建算法密切相关。传统的雷达回波处理方法忽视了回波中最利于目标检测与识别的衍射信号。由于地下介质组成相当复杂，且具有非均匀、损耗和色散等特性，以及各种杂散回波的存在，探地雷达信号处理与一般的空间雷达有较大差别，其成像效果还不尽如人意。 雷达成像本质上属于逆散射问题。层析成像可提供多维逆散射问题的一种统一、完善的成像处理方法。衍射层析成像利用散射场实现目标的高质量重建，由于它以波动方程为基础，计入包含衍射在内的较完全的散射机理，因而具有理论上的最佳成像能力。故本文探讨衍射层析成像应用于成像雷达以实现高质量成像。 首先从逆散射层析成像的角度论述雷达成像，结合理想微波成像准则，提出用空间谱域分布来定性评价成像系统。理想微波成像应包含高质量的几何成像和物理成像两方面：几何成像提供目标形状、位置、三维及内部结构信息；物理成像提供目标的物理或电特性，如介电常数、磁导率及电导率。空间谱域方法简单直观，物理概念明晰，利于选择与优化成像系统的结构，且可推广应用于一般性的成像系统。 接着采用空间谱域分布分析衍射层析成像特性。着重讨论衍射层析成像实现高质量成像的理论与实际两方面因素的限制，通过对衍射层析成像特性的深入分析，找出适用于其它成像系统尤其是成像雷达的相关结论。 在上述分析的基础上，首次提出将衍射层析成像技术应用于超宽带合成孔径雷达以实现高质量成像。从电磁散射机理出发，指出点目标成像理论是制约超宽带合成孔径雷达成像的根本所在，提出适于超宽带合成孔径雷达的多站数据采集和重建算法，给出空间谱域分析、数值验证和实验方案，并讨论衍射层析成像技术在新体制合成孔径雷达中的潜在应用。 类似地，将衍射层析成像技术应用于探地雷达，分析多站数据采集方式以及与之相匹配的重建算法。探讨数据采集的目的在于实现数据的有效采集，考察探地雷达的数据获取质量，尤其是现有商用探地雷达无法获取的低空间谱信息。探讨反演成像的目的是从逆散射层析成像的角度研究雷达信号的最佳处理。 最后对雷达关键部件中的大功率电调滤波器做了初步研究。本文对衍射层析成像技术应用于微波成像雷达实现高质量成像做了初步探索，取得了不少有益结论，并用理论和数值结果进行了验证。该研究对于新型成像雷达机制有着重要指导意义和潜在应用价值。