合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像是雷达技术的一个重要应用方向,具有全天时、全天候和分辨率高等特点,在军事和民用领域发挥重要的应用价值。随着SAR系统性能的提高,传统FPGA+DSP的成像处理方法已经不能满足实时高分辨率和小型化的需求。本文以基于ZYNQ MPSOC的实时高分辨率SAR成像处理系统为主要研究内容,结合MPSOC系列芯片的性能优势,提出SAR信号预处理和实时成像处理的单芯片架构设计方案,保证了SAR成像处理系统满足实时高分辨率、低功耗、小型化以及高可靠性的要求,同时实现了32768×32768和其它样本点数的成像处理,并完成了对该系统算法的功能仿真、硬件测试以及性能分析。本文的主要工作如下:首先本文提出了SAR成像信号预处理的高效设计方法,依次完成数字下变频、滤波抽取、多普勒中心估计、方位预滤波和距离脉压处理。针对前端AD高采样率的特点,设计了简化的数字下变频结构和并行滤波抽取模块,实现中频信号的频谱搬移以及滤波抽取功能,在一个时钟周期内处理并行输入的16路数据,满足实时处理的要求。滤波抽取之后,采用时域相关法估计回波数据的多普勒中心,用于校正信号的方位向中心频率。同时针对传统方位预滤波资源占用和处理速度的问题,采用原位存储的方式实现方位预滤波功能,提高了信号预处理的实时性。方位预滤波之后,采用频域匹配滤波法实现距离脉压,满足SAR图像距离高分辨率的要求。其次本文设计了基于单片MPSOC的SAR成像处理实现方案,主要包括距离多普勒成像算法、成像处理的数据传输以及矩阵转置的设计与实现。利用成像算法结构的相似性,设计一种“FFT+频域处理+IFFT”的高复用成像处理模块,支持FFT、IFFT、运动补偿、距离徙动校正、多普勒调频率估计和方位脉压等功能,可实现16路数据的并行处理。同时采用AXI DMA实现数据的有效传输,提高了成像处理的速度。针对传统成像处理中矩阵转置较慢的问题,设计了一种基于AXI MCDMA的软硬件协同实现矩阵转置的方法,从而提高成像系统的实时性。最后利用VIVADO和MATLAB对算法进行功能仿真,同时搭建硬件平台测试实验结果,并对系统的工作性能、资源占用、实时性以及成像结果进行分析。本系统完成32768×32768样本点的成像处理耗时39.95s。实验结果表明,本文设计的SAR成像处理系统具有良好的稳定性,能够实现0.3m、0.5m和1m三种分辨率的SAR图像,提高了实时成像的处理速度,增加了成像的样本点数,降低了系统的功耗和复杂度。