合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)能够获得高尺寸分辨率图像，自二十世纪五十年代出现以来，得到了快速发展。这种新型雷达体制使雷达由原来的距离向一维高分辨扩展为距离向—方位向二维高分辨，从而获得可与光学照相媲美的精细图像，分辨率达到亚米级。合成孔径雷达的距离向高分辨由脉冲压缩技术实现，方位向高分辨利用合成孔径技术，突破单一阵元对分辨率的限制。本文针对正侧视合成孔径雷达的基本原理、成像算法、自聚焦和运动补偿进行研究，提出利用乘积型高阶模糊度函数进行多普勒调频斜率估计的新方法，最后对实测数据成像获得满意的结果。主要工作如下： (1)结合距离向与方位向高分辨率的实现，研究合成孔径雷达成像的基本原理。讨论对一般大时宽的宽频带信号进行匹配滤波和脉冲压缩的原理，针对在合成孔径雷达中用得最多的线性调频信号进行具体分析，导出距离分辨率的表达式。比较实际阵列与合成阵列工作方式的区别，由于合成孔径雷达通常是在近场方式下工作，与一般阵列天线的情况不一致，因此分析在近场条件下合成阵列的聚焦处理方式，讨论合成孔径雷达的方位分辨率、频谱特性和匹配滤波。 (2)从合成孔径雷达的回波模型出发，讨论点目标的响应函数。总结三种经典的成像算法：原始的距离—多普勒算法、改进的距离—多普勒算法和线性调频变标算法，详细分析每种算法的基本原理，给出具体的实现步骤；最后对这三种算法的综合性能进行比较。原始的距离—多普勒算法在距离压缩后用插值实现距离徙动的校正，这样做会引起图像失真，特别对相位信息的影响很大。改进的距离—多普勒算法和线性调频变标算法完全避免了插值操作，通过在二维频域乘上线性相位项的方法来完成距离徙动校正，保留图像中重要的相位信息。这两种算法的区别在于改进的距离—多普勒算法忽略场景中的距离弯曲差，而线性调频变标算法将距离弯曲沿场景纵深的空变性加以考虑。 (3)多普勒调频斜率是精确成像的重要参量，实际成像时需根据回波数据对其进行估计，即自聚焦。主要讨论了两种传统的自聚焦算法：子孔径相关法和最大对比度法，并提出将乘积型高阶模糊度函数用于多普勒调频斜率估计的新方法，详细讨论每种方法的基本原理和实现步骤，比较它们的运算量和综合性能。实验结果表明乘积型高阶模糊度函数算法估计误差小，精度高，并且运算量较小。 (4)上面讨论的基本原理和成像算法均假设载机运动状况理想，在实际录取数据过程中，由于气流不稳定会导致载机颠簸并偏离理想运动状态，给成像结果造成较大影响，因此详细分析实际回波数据的特点，给出基于信号处理的运动补偿算法。实测机载回波数据的成像结果达到理想分辨率，验证了运动补偿和自聚焦算法的有效性。