合成孔径雷达(SAR)是一种主动式的对地观测系统，具有全天时、全天候、远距离、宽测绘带、高分辨率的特点，可以大大提高雷达信息获取能力，尤其是战场感知能力，在军用和民用领域均有重大实用价值。　　 SAR经历着从单通道向双、多通道发展过程，通过空间维度的扩展雷达系统性能得到了极大地提升。与传统单通道SAR相比，收发分置的双基SAR具有很好的技术优势，比如作用距离远、隐蔽性好、抗干扰强、生存能力强；可获得地物的非后向散射系数；可以通过调整接收雷达到目标点距离提高系统信噪比；利用多个不同基线的双基SAR干涉测量可以实现运动目标检测(SAR-GMTI)、数字高程测量(DEM)等。然而这些好处的获得是以系统复杂性为代价的，同时双基SAR系统中双根号形式的回波相位历程对双基成像算法的设计造成了一定的障碍，因而还需要对双基谱和成像算法等关键技术进行深入研究。　　 相对于单通道SAR，多通道SAR具有许多单通道SAR无法比拟的优点：高分辨率、宽测绘带、高信噪比、沿航向干涉测速、垂直航向测高、极化干涉、抗干扰、三维成像等。文中针对传统星载SAR受最小天线面积限制导致高方位分辨和宽测绘带成像的矛盾开展研究，利用多通道SAR系统有效地克服单通道的缺陷为实现高分辨宽测绘带成像提供了可能，因而多通道SAR高分辨宽测绘带成像算法作进一步研究。　　 本论文主要围绕以上几个方面做了一些工作，现概括如下：　　 1.提出一种在双基TanDEM构形下推导严格解析双基二维频谱的新方法。双基SAR中双根号形式的回波相位历程很难直接利用驻相点原理获得精确的双基谱，这也是双基SAR成像算法的难点。文中在类解析双基谱基础上通过分析角度的转变将不具有解析解的八次方程转化为可解的四次方程，通过解该方程获得严格解析的双基谱。基于该严格解析谱，提出一种双基Omega-K算法处理长基线双基SAR构形。详细地分析了基线作用距离比对该算法的影响，同时给出了该算法能够得到的距离不变区域尺寸。　　 2.提出三种多维波形编码多输入多输出(MIMO)SAR新体制包括俯仰线阵MIMO-SAR、面阵MIMO-SAR以及多频面阵MIMO-SAR实现宽测绘带成像的方法。文中首先介绍多维波形编码信号的概念；在信号发射过程中，利用俯仰阵列进行波束形成控制波束方向使其在不同子脉冲时间内照射不同子测绘带，通过适当的参数设计可以将远近不同场景回波时间限定在一小段时间范围内，该方法获得的测绘带是连续的，克服了传统方法中俯仰波束实现宽测绘带存在盲区的缺陷；同时该方法具有灵活的功率分配能力和多距离分辨率能力。多维波形编码面阵MIMO-SAR系统在继承俯仰维线阵SAR的优点的基础上，同时能够实现高信噪比的高分辨宽测绘带成像。文中首先建立了多维波形编码面阵MIMO-SAR系统模型，分析了该系统特点；同时将该系统与HRWS系统(单发多收系统)进行详细地对比；在信号处理过程中，提出了二维空域联合处理方法解出距离和方位模糊，从而实现了高信噪比的宽测绘带成像。多维波形编码面阵MIMO-SAR系统不仅能够实现高信噪比宽测绘带成像，同时还具有灵活控制发射能量和发射带宽的能力。多维波形编码多频面阵MIMO-SAR系统在继承面阵MIMO-SAR的优点的基础上，能够进一步获得二维高分辨宽测绘带成像。文中首先建立多维波形编码信号多频面阵MIMO-SAR系统模型；分析了该面阵MIMO-SAR模型下脉内扫描技术对系统信噪比性能的改善。针对脉内扫描引起的距离模糊以及低脉冲重复频率(PRF)导致的多普勒模糊，提出了二维空域联合处理方法消除二维模糊；同时利用多发多收模型获得多个空间自由度进行频带合成实现高距离分辨率。因此，该多维波形编码信号多频面阵MIMO-SAR系统实现了高信噪比、二维高分辨宽测绘带成像。　　 3.针对高分辨与宽测绘带之间的矛盾，提出一种脉内聚束SAR模式实现高分辨宽测绘带成像的新方法。文中首先建立了脉内聚束SAR模型，并对该模型进行了简要地说明；接着详细地分析了脉内聚束SAR回波信号特性，对于脉内扫描引起的距离模糊，文中利用俯仰维多孔径进行空域滤波解模糊；最后还分析了地形起伏对成像结果的影响。脉内聚束SAR利用脉内扫描获得长合成孔径以此实现高方位分辨率，同时采用低PRF获得宽测绘带从而实现了高分辨宽测绘带成像。　　 4.提出一种基于离散频率编码信号(DFCT)的MIMO-SAR系统实现高分辨宽测绘带成像的方法。首先利用离散频率编码信号实现高距离分辨；同时采用低PRF来获得不模糊的大测绘带，然而PRF降低会导致多普勒模糊。通过利用MIMO-SAR系统提供更多自由度进行空域滤波，成功地解决了多普勒模糊次数大于通道个数条件下的解模糊问题。　　 5.提出一种基于压缩感知(CS)理论估计低PRF采样SAR系统中的运动目标参数的新方法。文中首先对低PRF采样系统中运动目标回波信号进行详细地分析；获知该系统中运动目标回波存在多普勒谱模糊和多普勒中心频率模糊。考虑到距离单元徙动(RCM)是多普勒不模糊这一重要特性，提出利用Radon变换获取不模糊的垂直航线速度；从而解出多普勒中心频率模糊。由于杂波相消后的运动目标可以看作为空间稀疏信号，同时杂波相消处理不会影响运动目标方位相位；基于该性质可以构造出冗余基矩阵，利用CS理论进行稀疏信号重建，将多普勒谱模糊的运动目标参数估计问题转化为求解优化方程稀疏解，最后利用优化方法获得运动目标的沿航向速度以及方位位置。