聚束模式合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)是一种高分辨率成像雷达，其天线波束始终照射同一目标区域，增加了合成孔径时间，从而可以获得很高的方位向分辨率。由于其在军事上强烈的应用背景，无论是在国际还是国内，聚束SAR的研究都是SAR领域的热点。　　 极坐标格式算法(PolarFormatAlgorithm，PFA)作为一种经典的聚束SAR成像算法，以其简单高效、易于补偿雷达平台非理想飞行以及与运动补偿、自聚焦处理兼容性好等优点，一直以来被广泛应用于聚束模式成像领域。但同时PFA也存在一些问题。首先，去调频过程会带来残余视频相位(RVP)，不经处理会引起几何失真及方位向散焦。其次，将极坐标格式转化成直角坐标格式的插值处理运算量很大，且插值精度会影响聚焦效果。另外由于平面波前假设，PFA未对距离弯曲进行完全补偿，因而在对大场景或近距离目标成像时会出现几何失真和图像散焦现象。　　 本文以传统PFA为基础，针对PFA所存在的问题及其改进展开了深入研究。本文首先建立了聚束SAR成像的几何模型及信号模型，详细阐述了与成像原理相关的关键技术和重要概念，并详细介绍了传统PFA算法的实现，这是以后章节的基础；然后对当前的一些改进PFA算法进行了总结，并介绍了基于CZT的PFA算法；接着提出了一种新颖的基于距离向Scaling原理的极坐标格式算法，该算法与传统PFA相比，仅仅使用FFT及信号复乘，更利于在硬件上实现，极大节省了计算成本，而且所得图像质量也有一定提高，另外与已存在的双CZT方法相比流程更为简单，包含更少的FFT及信号复乘；最后针对PFA算法中存在的波前弯曲，建立了波前弯曲误差模型，采用空变后处理的方法进行补偿，其中对图像散焦的校正采用空变后滤波的处理，并且为提高计算效率将图像分成子块，采取子块内空不变、子块间空变的滤波方式，而对几何失真的校正，采用方位向重采样而距离向频域补偿的方式，进一步提高了计算效率。