机载双站合成孔径雷达(Airborne Bistatic Synthetic Aperture Radar—AirbornBi-SAR)是一种以飞机为平台载体,收、发平台分置的SAR系统,它具有作用距离远、抗干扰性能好、隐蔽性强、能获取丰富目标信息等特点,是现在国内外雷达系统研究的热点。由于机载双站SAR收、发分置的特点,在系统设计和信号处理的实现中会面临新的技术难题。其空间几何模型更多样化,回波信号更加复杂,因此,存在着诸如成像方法,多普勒参数估计,以及收、发同步等技术问题。本论文针对相关技术问题主要进行了以下工作:1.对常见的几种机载双站SAR飞行模式进行了几何建模,并对其回波模型、多普勒特性进行了分析;研究分析了收、发双站基线偏角、俯仰角、各自的速度以及收、发站波束中心距离与距离向、方位向分辨率的关系。2.讨论了双站SAR距离-多普勒(Rang-Doppler—RD)成像算法;分析研究了在双站斜视和双站SAR特有的基线不垂直情况下的两种改进RD算法:二次距离压缩算法和斜视成像模式算法,并通过仿真分析检验了RD算法及其改进算法各自的适用性、局限性及各自的优缺点。3.对实际飞行试验获得的实测数据分别采用双站RD算法及其改进算法进行了成像处理,并得到了较好的实测数据图像,验证了这三种算法在平飞模式下的有效性。在实测数据预处理中,分析了PRF线性同步误差的产生原因及影响,采用了基于Radon变换的PRF线性同步误差补偿方法,并通过对实测数据的处理验证了其有效性。4.从时域和频域两方面研究了多普勒质心估计方法,并对这两种情况下算法的应用情况进行了仿真和对比,分析了各自的适用条件。5.研究了几种自聚焦算法,利用这几种算法对机载双站SAR飞行试验实测数据进行了多普勒调频斜率估计和成像,验证了其在平飞模式下的适用性,并总结比较了这几种算法的优点和局限性。