无线电波在大气层中传播对星载合成孔径雷达的性能有影响。本文利用大气折射理论并提出视目标概念,研究了球面分层大气层电波传播对星载合成孔径雷达的相延时与空间分辨率的影响,首次利用我国满洲里、兰州与海口地区不同时间的电离层电子浓度与低层大气折射率的剖面,计算了P、L、X波段星载合成孔径雷达在合成孔径长度范围内相对于真空延时和实际应用中雷达测得的群延时的大气层额外相延时及边缘与中心额外相延时之差和对空间分辨率的影响,并拟合出了大气层额外相延时之差用工作频率和偏离距离表示的二元多项式,给出了大气层折射指数误差引起的大气层额外相延时之差的残差,另外给出了二维和三维非球面分层大气层的额外相延时计算方法。本文还计算了考虑地磁场时电离层双折射指数特性引起的电波极化面旋转角,推导出对于线性调频脉冲信号电离层介质色散特性引起的合成孔径时间内多普勒频移误差的表达式。数值仿真计算结果定量的表明,在P波段要考虑大气层电波传播对星载合成孔径雷达性能的影响,在L、X波段可以忽略。