星载合成孔径雷达(Synthetic．Aperture Radar，SAR)是一种工作在微波波段的主动式遥感器，它通过脉冲压缩和合成孔径技术来提高距离向和方位向的分辨能力，从而得到高分辨率的雷达图像，并且它具有不受日照和天气条件的限制，能够全天时、全天候地对地观测的特点。星载SAR的飞行高度在电离层峰值电子密度对应的高度(典型值为300公里到400公罩)之上，为此SAR，尤其P、L、VHF/UHF等低频波段的SAR回波信号中携带了丰富的电离层信息。一方面电离层的存在会引起SAR图像分辨率的退化，另一方面，SAR回波信号中丰富的电离层信息为基于星载SAR的电离层检测提供了可能性。本文就这两方面的内容作了深入的研究。论文首先介绍了电离层的介质特性和星载SAR信号在电离层中传播的基础理论，在此基础上，开展了如下研究： 第一，利用相位屏原理研究了适用于表征湍动电离层中星载SAR信号传播特性的双频双点互相关函数，进而全面系统地研究了电离层不规则体对星载SAR图像在距离向和方位向分辨率的影响。 第二，研究了各向异性电离层对星载极化SAR的影响。 (1)对自然区域的SAR成像，总结了基于三散射分量的地物模型研究电离层对极化SAR回波影响的研究工作结果；(2)对具有人造目标等复杂散射体的非自然区域，基于四散射分量的地物模型研究了电离层Faraday旋转角对极化SAR回波的影响：(3)基于Gail模型研究了电离层水平不均匀性对极化SAR图像分辨率的影响，研究结果表明在某些情况下，在SAR的合成孔径时间内不能将电离层引起的Faraday旋转角看作常数；(4)基于极化SAR回波数据研究了电离层Faraday旋转角估计，进而实现电离层TEC的估计。 第三，研究了分层和粗糙分层的电离层结构中信号的传播及相应的电离层诊断、成像方法。(1)利用矢量波函数展开推广了Jaggard提出的散射传播网络，研究了各向异性分层媒质中信号的传播和散射，进而研究了各向异性分层背景电离层结构引起的多次散射对回波信号幅度，相位以及极化旋转角的影响；(2)利用各向异性电离层中回波信号的Faraday旋转角随频率的变化曲线特性，研究了单峰电子密度Chapman模型的电离层诊断方法；(3)提出了电离层的粗糙分层结构模型并结合散射传播网络提出了有效快速的粗糙分层粗糙面散射的高效快速算法：(4)基于电离层的粗糙分层模型，利用粗糙面重建理论研究了基于高频星载SAR信号的高水平方向分辨率的电离层成像理论和方法。 第四，研究了基于星载SAR回波信号的电离层CT成像理论和方法。一方面基于星载SAR回波信号可以得到电离层的电子密度分布，同时借助实时的电离层信息可以校正 SAR图像中电离层引起的退化，进而得到高分辨率的地物SAR图像，这种方法可实现电离层和地物目标的同时成像。