微小型无人机载调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）能在近千米范围内对人难以到达的复杂环境进行侦察监视,并为战场态势分析、侦察评估、灾害预测等应用提供高分辨率图像,在军事和民事领域具有广阔的应用前景。然而,由于微小型无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）平台飞行不稳定,易遭遇大运动误差带来严重的二维空变误差,而且其载荷和空间有限,难以装载复杂的脉冲SAR系统和高性能运动传感器,使得在微小型无人机载FMCW SAR系统实现和成像处理方面仍面临巨大挑战。本文立足于微小型无人机载FMCW SAR成像应用需求,对微小型无人机载FMCW SAR信号建模与信号特性分析、FMCW SAR成像算法及高精度运动补偿、FMCW SAR系统设计与实现进行深入研究。本文主要工作及取得的成果概括如下:第二章对FMCW条带SAR脉内运动及成像算法展开研究。首先构建了FMCW条带SAR在Dechirp接收体制下的回波信号模型,分析了脉内运动对成像的影响,并推导了是否可忽略脉内运动的判决条件。其次分析了Dechirp接收体制下可用的条带SAR成像算法,给出了补偿脉内运动的距离多普勒算法（Range Doppler Algorithm,RDA）、频率变换算法（Frequency Scaling Algorithm,FSA）、距离徙动算法（Rang Migration Algorithm,RMA）和后向投影算法（Back Projection Algorithm,BPA）的理论推导过程及成像流程,并分析了四种算法的适用性。然后分析了斜视对成像的影响,并提出了改进的RDA,可有效补偿FMCW条带SAR成像过程中斜视对成像的影响。最后分析了波束宽度对成像的影响,并提出了改进的BPA,可有效补偿斜视FMCW条带SAR成像过程中由脉内运动、宽波束以及斜视引入的误差以实现高分辨成像。第三章对微小型无人机载FMCW条带SAR运动误差补偿方法展开研究。首先构建了Dechirp接收体制下FMCW条带SAR的运动误差回波信号模型。其次分析了FMCW条带SAR运动误差分别在视线向和航向的脉内及脉间引起的相位误差和包络误差对成像的影响,并基于改进RDA给出了完整的运动误差补偿流程。然后在忽略空变误差的前提下,提出了基于改进RDA和最小熵准则（Minimum Entropy Criterion,MEC）的子孔径最小熵自聚焦（Minimum Entropy Autofocus,MEA）运动误差补偿算法,该算法具有较强的鲁棒性。最后分析了残余运动误差的二维空变性,提出了基于改进BPA的最小熵和最大图像强度的轨迹误差估计和运动误差补偿算法,可有效补偿二维空变的运动误差,精度高且鲁棒性强。第四章对FMCW圆迹合成孔径雷达（Circular SAR,CSAR）信号特性以及脉内运动补偿方法展开研究。首先推导了FMCW CSAR精确的以及高阶近似下的时域和波数域回波信号模型,并分析了成像特点。然后详细分析了FMCW CSAR的二维波数谱、波数谱支撑域、点扩展函数、分辨率等信号特性以及载机平台脉内运动对成像的影响,并推导了两种判决条件,可用于快速判断FMCW CSAR在时域和波数域算法成像过程中是否可以忽略脉内运动。最后提出了一种距离域补偿距离偏移误差的改进BPA和另一种波数域补偿一阶相位误差并结合传统BPA的成像算法,仿真实验验证了两种方法都能有效地补偿脉内运动带来的误差。第五章对微小型无人机载雷达系统设计与成像验证展开研究。首先介绍了微小型UAV平台和微型雷达系统设计方案选择,以及雷达系统的组成和工作流程。其次给出了雷达射频前端系统和数据处理系统的详细设计过程。然后研制出了微型轻量化FMCW Mini-SAR系统,介绍了雷达工作参数的配置流程,并通过滑轨试验初步验证了该系统的成像能力。最后开展了微小型无人机载FMCW条带SAR飞行试验,验证了设计的微型FMCW Mini-SAR系统在微小型UAV平台上的成像可行性,以及提出的成像算法和运动补偿算法的有效性。上述研究成果已通过仿真试验和实测数据得以验证,证实了其正确性和有效性。本文取得的研究成果对微小型无人机载FMCW SAR成像技术的发展有一定的促进作用和工程实用价值。