相比于传统的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)卫星系统,星载P波段SAR系统具有较强的穿透性能,能够穿透叶簇和浅层地表进行成像,实现对隐蔽目标的重点侦察,有助于提高卫星侦察反伪装能力。然而,由于P波段所处电磁波频谱的自身特性,使得星载P波段SAR的系统性能相比于高波段(如C波段、X波段)SAR系统更容易受到电离层、射频干扰的影响,其系统设计也会受到更加严格的约束。本文针对星载P波段SAR信号处理和系统设计中的三项关键技术:电离层效应、射频干扰以及载荷参数设计进行了研究。本文的主要工作包括:第二章针对星载P波段SAR中的电离层效应进行研究。首先,研究了电离层分布模型,阐述了电离层中的电磁波传播效应,主要包括背景电离层和电离层不规则体两个方面。然后,分析了背景电离层和电离层不规则体对星载P波段SAR成像质量的影响。最后,研究了星载P波段SAR中电离层校正方法。针对背景电离层引入的色散效应使得图像不能正确聚焦的问题,提出了一种新的频域估计并补偿电离层参数TEC的方法,并且结合最小熵算法,有效提高了估计精度。针对电离层不规则体引入的闪烁效应造成的图像散焦,利用自聚焦算法使得图像重新聚焦。仿真实验验证了方法的有效性。第三章针对星载P波段SAR射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)抑制问题展开研究。首先,针对星载P波段SAR中的射频干扰信号的特征进行了深入分析。然后,分析了射频干扰对星载P波段SAR成像的影响。其次,介绍了频域滤波法,并通过数学分析指出该方法造成的频谱断裂容易导致成像质量下降的缺点。最后,利用SAR成像的全息性与射频干扰的窄带特性提出了一种改进的非参数化方法——基于krutosis检测的子带对消法。该算法将射频干扰的检测与抑制结合在一起,显著提升了射频干扰的抑制效率,无需人工参与,实用性强且易于工程实现。最后通过实测数据处理试验验证了该算法的有效性。第四章针对星载P波段SAR系统载荷参数设计问题进行研究。首先,针对星载SAR系统灵敏度、几何分辨率、模糊度、观测带宽等性能指标之间的相互制约关系,讨论系统载频、极化、视角范围、带宽,天线、脉冲重复频率(PRF)、传输损耗、发射信号功率、信号的数据率和天线平台的入射角等参数设计问题。然后,根据5m分辨率、50km测绘带宽这一技术指标,对星载P波段SAR系统波位、NESZ、模糊度等指标进行了仿真计算。最后,依托实验室的星载P波段SAR全数字仿真系统,设计了星载P波段SAR全数字仿真试验,证明了系统参数设计的合理性,有效验证了电离层传播效应仿真与校正及射频干扰抑制等关键技术的有效性。本文紧扣星载P波段SAR信号处理和系统设计中的关键技术进行研究,取得了一些有益的成果,为后续发展星载P波段SAR系统提供了一定的参考。