合成孔径雷达(SAR)可以全天时、全天候的获取远距离场景的图像,有效地满足了人类的遥感需求,对军用和民用均有重要的应用价值。　　 借助于天线扫描能力的增强,合成孔径雷达从最开始的条带模式衍生出了聚束、滑动聚束、ScanSAR和TOPSAR等诸多模式,这些模式有效地改善了方位分辨率及测绘带宽。但波束指向的时变也带来了方位频谱扩展等诸多问题,增加了信号处理的难度。因而本文将首先给出最具代表性的滑动聚束模式SAR的成像模型,在深入研究其回波其回波信号方位时域及多普勒关系的基础上,提出一种采用基于子孔径的WDA算法,以获取高分辨滑动聚束SAR图像。　　 分析了条带、聚束、滑动聚束和ScanSAR等诸多成像模式工作特点和回波信号形式,总结出它们的共性和特性,认为不同模式之间只是由于波束扫描中心和斜视角的不同而产生差异,据此提出一种通用的多模式成像处理算法。该算法相对效率较高,且无需子孔径操作,减小了运算量,易于工程实现。　　 各种成像算法均获得高质量图像的依据均是假定雷达沿理想轨迹直线飞行,然而实际中这个条件并不总能满足。近些年来,SAR已经被广泛应用于各种中、低空飞行的轻型飞机、直升机甚至无人机等上时,在长的观测时间内,它们容易受到大气气流扰动和导航飞控系统误差的影响,产生较大的颠簸和扰动,导致录取的回波包络和相位产生较大失真。在高分辨要求和国产惯导精度受限的条件下,提出了联合惯导测量和回波数据估计的两步运动补偿算法。该算法首先利用惯导数据补偿大部分运动误差,然后根据子孔径调频率的不同估计残留的运动误差。经过以上处理,即可得到高质量SAR图像。　　 简单的两步运动补偿方法并不能补偿残留的高频运动误差分量,并且运动误差的空变性也未考虑到。针对这两个问题,提出利用子孔径方法的高频和空变运动误差补偿方法。首先在距离上相邻相加,利用PGA补偿高频包络徙动和相位误差。然后,利用最小熵自聚焦方法求得空变相位误差函数,补偿空变误差,得到高质量SAR图像。在对比度不高的环境中,也可以运用最小熵方法补偿高频运动误差,只是运算量会有较大增加。该方法能达到较好的成像效果,并且具有较好的鲁棒性。　　 以上的研究都是针对静止场景进行的,实际中观测场景内往往存在大量的运动目标,对这类目标的成像具有极为重要的意义。考虑到SAR对运动目标成像,既有SAR的成分,又有ISAR的成分。提出先采用SAR成像算法获得敝焦的运动目标图像,然后提取感兴趣的目标,采用自聚焦和贝叶斯压缩感知方法获耿高质量图像,利于目标识别。此外,考虑到宏观观测多运动目标的需求,提出了利用短孔径贝叶斯压缩感知算法对多舰船目标成像的算法。