星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，简称SAR)是一种工作在微波波段的主动式遥感器，因其具有不受日照和天气条件限制并对某些地物具有一定穿透能力的特点，现在已在对地观测领域得到了广泛应用。高分辨率、宽测绘带、好的图像质量一直是SAR系统设计和SAR信号处理所追求的目标。本文就是围绕这几个目标分别从SAR系统工作模式的设计、SAR系统的成像处理及后期SAR图像处理等不同方面进行了研究。　　 传统的星载SAR工作模式(Stripmap SAR, ScanSAR, Spotlight SAR)中方位向分辨率和测绘带宽这两个指标是相互矛盾的。因为高的方位向分辨率要求宽的多普勒带宽，按照Nyquist定理，这就要求用高的脉冲重复频率(PRF)进行采样。而另一方面，为了能够对宽的地面测绘带成像而不产生距离向的模糊，需要有大的脉冲重复间隔时间，这也就是要求PRF不能太高，所以这两项指标是相互制约的。近儿年提出的多波束技术就是一种解决此问题的较好途径，但若将该技术应用剑实际工程中仍有许多关键问题需要解决，比如方位向传播路径误差和非均匀采样误差等。本文首先在综合考虑地球自转、偏航控制等一系列与现实情况更加吻合的前提条件下，建立了精确的星载SAR仿真模型并给出了不同条件下多波束星载SAR回波数据的模拟方法，然后在此基础上对多波束引入的相位误差进行了深入分析，推导出了切实可行的补偿算法。　　 为进一步扩展距离向测绘带宽，本文将方位多波束技术和扫描工作模式相结合提出了一种方位多波束ScanSAR新型工作模式(MAB-ScanSAR)，该模式在方位向采用一发六收的多波束技术，在距离向采用五个扫描子带的ScanSAR模式，此时系统的最佳性能可以达到在保持方位向分辨率与普通条带模式相同的前提下，获得测绘带宽的五倍展宽。在深入研究了MAB-ScanSAR系统中相位误差的补偿、成像算法的选择以及扫描子带数和方位波束数的选择之后，通过仿真验证了该工作方式的有效性和可行性。　　 为了进一步提高SAR图像的质量，本文又从图像后期处理的噪声抑制和成像过程中的超分辨两个方面进行了研究。针对SAR图像中经常遇到的条纹噪声，设计了两个简单有效的滤波器，实现了对不同类型噪声的有效滤除。另外本文还采用基于AR模型的现代谱估计技术对常规SPECAN成像算法进行改进，尝试了在成像过程中实现对特定场景的超分辨处理。