合成孔径雷达(SAR)成像可以获取高分辨率的图像,它提高了雷达的信息获取能力和信息感知能力。目前SAR已经作为现代雷达一种的新功能广泛地应用于机载雷达系统中。特别是在中、低空的轻型飞机上装配了SAR系统,在实际录取数据中由于受到气流等影响使得雷达平台的运动轨迹和状态很难控制平稳。为得到聚焦良好的SAR图像,在传统的运动补偿之后,高分辨成像往往还要求从SAR回波数据中自动估计并补偿残余的相位误差,这一过程称为自聚焦。SAR技术的研究一般是建立在SAR成像的基础上,而对于SAR成像原理的理解和成像算法的实现是SAR成像的必要条件。本文首先从物理概念和仿真数据的成像处理两个方面对SAR成像原理进行了介绍,然后对SAR常用的成像算法进行了论述。自聚焦是合成孔径雷达成像的重要组成部分。本文重点讨论了基于SAR回波数据的SAR图像自聚焦算法。在简单介绍已有SAR自聚焦算法以及存在问题的基础上提出了三种新的自聚焦算法,即基于最大全变差准则的自聚焦算法、基于DCT的自聚焦算法以及在低信噪比条件下多普勒调频率估计的子空间投影方法,并利用仿真数据进行性能分析,最后通过实测数据成像结果验证了它们的可行性。