随着人类航天活动的增加，对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。目前国际上对空间目标监视常用的地基设备有其局限性。除了受地理位置和观测时间的限制只能观测过顶有限区域外，在探测过程中还受到气象、大气传播抖动、电离闪烁等诸多因素的影响。 逆合成孔径雷达(ISAR)，具有全天候和全天时的工作能力，能够实现远距离运动目标的高分辨成像，因此近年来受到了世界各国的广泛重视，并在空间运动目标的散射特性分析和成像识别等多个领域获得了迅速的发展，成为当前天基雷达研究一个热点。 星载毫米波雷达实施空间目标成像的工作过程大致分为以下三个相互衔接的工作阶段：搜索捕获、跟踪和成像。 首先由远程地基或者天基测控系统提供目标星的星历信息，来引导、控制和调整探测星相对于目标星的交汇位置、时间和观测姿态等。然后，在目标卫星进入预测的交汇区域后，启动宽波束的窄带雷达对可能的交汇空域进行快速搜索。一旦捕获目标卫星，即转入窄波束的跟踪状态。对目标的最佳成像区域进行选择，为适时启动目标成像工作做准备。最后，宽带雷达利用窄带跟踪提供的目标参数，选择合适成像位置对回波进行成像处理。 本文围绕星载微波成像的工作流程，主要研究了星历信息引导下的卫星交汇过程、窄带雷达搜索跟踪过程、宽带毫米波雷达ISAR成像过程。分析了空间目标高速运动导致一维距离像的畸变和ISAR图像散焦，并提出一种基于稀疏成份分析的参数估计方法或利用窄带雷达测速，解决了高速目标成像中的距离色散问题；最后针对几种典型轨道进行天基空间目标成像仿真。