下视线阵三维合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）利用阵列天线与目标的相对运动合成二维虚拟面阵,结合脉冲压缩技术,获得空间目标的三维分辨能力。然而,这种基于宽带发射信号的SAR系统硬件设计复杂且接收信号不易分离。通过将频率分集阵列（Frequency Diverse Array,FDA）应用到三维SAR模型中,各阵元只需发射单频信号便可获得宽带观测性能,大大降低系统硬件要求。但是,由于FDA回波信号具有空间-频率稀疏特性,采用基于匹配滤波思想的传统算法成像时,分辨率受限且图像旁瓣较高。压缩感知方法通过将回波信号转化线性规划模型并反演出空间目标信息,实现对目标的高分辨成像。利用压缩感知算法,FDA三维SAR可以在回波稀疏的情况下准确重构目标信息,克服其传统成像结果精度不高的劣势。本文立足于FDA三维SAR成像系统模型,同时考虑硬件成本和内存占用的限制条件,旨在利用压缩感知方法实现三维场景目标的高分辨、低旁瓣成像,并对压缩感知重构算法应用于FDA雷达的特性进行论证和分析。本文的主要工作如下:（1）针对FDA三维SAR系统需要处理的数据量较大,传统成像算法结果旁瓣较高等问题,本文提出一种基于压缩感知的随机FDA三维SAR成像方法。该方法通过在切航向随机稀疏选取阵元,在航迹向随机稀疏选取观测位置,实现对回波数据的二维稀疏采样。在成像部分,分别采用正交匹配追踪（OMP）算法和贝叶斯压缩感知（BCS）算法对空间目标散射系数进行重构。本文还对两种重构算法应用于随机FDA三维SAR系统下的特点以及成像性能进行了分析。仿真和实测实验结果表明,压缩感知成像方法不仅可以减少FDA三维SAR的数据处理量,还能够有效抑制雷达图像旁瓣,成像质量显著提高。（2）针对随机频偏的FDA在硬件设计中难以实现的问题,本文提出一种基于格雷编码的FDA阵元频偏系数选取改进方法,在波束角度和距离信息有效解耦的同时,约束了频率增量的自由度。在此基础上,结合沿航迹向固定频偏的SAR技术,提出一种格雷编码FDA三维SAR系统模型,并同样使用压缩感知方法进行目标成像。仿真结果表明,利用压缩感知重构算法可以在此模型下得到清晰的三维雷达图像,验证了成像模型的合理性和压缩感知方法的实用性。（3）针对FDA三维SAR成像场景对应的压缩感知回波传感矩阵维数过大的问题,本文提出一种基于相干积累提取预处理的回波传感矩阵列数降维方法。结合回波传感矩阵行稀疏采样方法,可以在精确重构空间目标信息的同时,大幅降低回波传感矩阵的维度,进一步减少成像数据运算量和系统内存占用量。