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在电子对抗领域，电子侦测系统侦察截获的星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)主瓣信号为大时宽带宽积线性调频(Linear Frequency Modulation, LFM)信号。以美国“长曲棍球”(Lacrosse)雷达成像卫星为例，当其星载SAR对侦察目标进行精确扫描时，主瓣信号的脉冲宽度达到几百微秒，脉内调制带宽达到几百兆赫兹。根据奈奎斯特采样定律可知，传统的信号参数估计方法对大时宽带宽积LFM信号进行参数估计时需要超高的采样率，这样不仅计算量大而且超出了现有的模数转换器的能力，无法满足电子对抗实际作战需求。因此，针对侦察截获的星载SAR主瓣信号特点，深入研究大时宽带宽积LFM信号参数估计问题具有重要的理论和实际应用价值。前人的工作表明，解决大时宽带宽积LFM信号参数估计问题的难点在于如何降低信号采样率从而降低计算量。本文采用时频域等距分割与参数融合的方法，综合运用分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform, FRFT)和凸优化研究大时宽带宽积LFM信号参数估计问题，主要工作概括如下：一、介绍了FRFT的基本定义，重点分析了运用FRFT处理LFM信号的方法步骤，为基于FRFT解决大时宽带宽积LFM信号参数估计问题提供了理论基础。二、介绍了凸优化理论，分析了广义不等式、拉格朗日对偶问题及内点算法，重点研究了稀疏描述与基筛选理论，为基于凸优化解决大时宽带宽积LFM信号参数估计问题提供了理论基础。三、针对传统参数估计方法对非平稳信号参数估计效果较差的缺陷，本文在FRFT理论的基础上，采用信号时域等距分割及参数融合法对大时宽带宽积LFM信号参数进行估计。该方法首先在时域上对观测信号进行等距分割；其次利用FRFT估计分割后的子脉冲信号参数；最后将各个子脉冲信号参数估计值进行融合。仿真结果表明，该方法可以有效地估计大时宽带宽积LFM信号参数，避免了直接对观测信号进行参数估计时由于计算量过大而造成计算机内存不足的问题，缺陷是计算量并没有减小。四、根据凸优化中的函数拟合与插值理论，采用稀疏描述与基筛选方法对大时宽带宽积LFM信号进行时频分析。该方法首先利用信道化滤波器组在频域上对观测信号进行等距分割，同时将各个子脉冲信号下混频成基带信号；其次选择合适的Gabor原子字典对分割后的子带基信号进行稀疏描述；最后对子带基信号进行最小二乘重构，并估计其脉冲调制斜率。仿真结果表明，该方法对大时宽带宽积LFM信号进行参数估计时，避免了过高的信号采样率，且具有较高的估计精度。