合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具备全天候、全天时、观测距离远、成像分辨高和测绘带宽大等优异性能,受到越来越多的关注和研究,其应用范围也日益广泛。不同的应用场合,要求SAR具有不同的工作模式,比如,聚束模式、滑动聚束模式、条带模式以及TOPS(Terrain Observation by Progressive Scans)模式。目前,针对单一模式的成像方法很多,并且成像效果很好。但是同时适合于多种成像模式和多通道SAR的成像方法并不多。上述几种模式在单通道的情况下,由于最小天线面积的限制,高分辨率和宽测绘带成像是一组不可调和的矛盾。而方位多通道SAR系统突破了最小天线面积的限制能够同时实现高分辨率和宽测绘带成像。并且,多通道SAR能够进行杂波抑制和动目标检测。因此,多通道SAR也逐步成为研究的热点。本文针对方位多通道SAR成像中的存在的问题,重点研究了多通道SAR参数估计、信号重构、通道误差校正、杂波抑制以及同时适合于单/多通道SAR的成像方法。具体而言,本文主要内容如下:1.在方位多通道SAR信号重构和参数估计方面,考虑到方位信号重构是多通道SAR成像过程中关键的一个步骤,本文在现有的多通道SAR信号重构算法的基础上进行了改进和扩展,提出了一种基于多普勒谱结构估计的多通道SAR信号重构方法。该方法根据Capon谱估计思想,估计出整个基带频率范围内的Capon谱,并按照基带频率的先后顺序将全部Capon谱构排列成多普勒谱图,进而估计多通道SAR系统的参数,比如天线方向图、基带多普勒中心和有效多普勒带宽等,接下来依据估计的系统参数计算模糊分量的信息,比如模糊分量个数、编号等,最后计算最优权矢量,进行空域滤波,实现方位多通道SAR信号重构。本文提出的多通道SAR信号重构方法可以在模糊分量信息未知的情况下估计导向矢量,能够实现多普勒谱无损失重构,保持方位分辨率不变,而且还可以抑制多普勒谱两端的噪声,提高重构多普勒谱的信噪比。尤其适合于多普中心频率不为0、多普勒谱混叠次数不是整数以及模糊分量随基带频率变化的情况。仿真和机载实测数据处理结果验证本文算法的有效性。2.在方位多通道SAR系统通道误差估计和校正方面。针对通道误差会严重影响信号重构性能这一问题,提出了一种改进的基于子空间的通道误差校正方法。该方法利用信号子空间和噪声子空间的正交性原理实现通道幅相误差的估计。本文中还构造了存在通道误差时的多通道SAR信号模型,重点分析了方位多通道SAR信号模糊分量随基带频率变化时对通道误差估计和校正的影响,并采用空间谱估计方法得到模糊分量的信息,有效避免了模糊分量信息不准确对通道误差估计的不利影响。本文中将所提出的通道误差校正方法应用到机载实测数据处理中,取得了较好的处理结果,证明了所提方法的有效性。3.在方位多通道SAR杂波抑制方面。本文重点研究了具有动目标检测功能的方位多通道SAR系统。对于这种系统,杂波抑制是不可缺少的步骤。由于方位多通道SAR系统每个通道都存在多普勒模糊,传统的基于相位中心偏置天线(Displaced Phase Center Antenna,DPCA)技术的杂波抑制方法不能取得很好的处理效果。对于基于空时自适应处理(Space Time Adaptive Processing,STAP)技术的杂波抑制方法,杂波抑制的性能受到系统通道个数限制。为此,本文提出了一种新的基于虚拟多通道的杂波抑制方法。本文方法首先对场景回波信号(杂波加动目标)进行动目标多普勒谱压缩处理,降低系统总的模糊分量个数,然后进行多普勒谱图去斜处理,接下来采用虚拟多通道方法来增加系统通道个数,最后构造最优权矢量进行杂波抑制处理。本文方法可以在不增加系统模糊分量个数的情况下,增加系统通道数。由于通道数增加,可以有更多的自由度来约束方向图的旁瓣,使得该方法在抑制杂波的同时还能抑制虚假动目标的能量。机载7通道实测数据处理结果证明本文方法可以更好的兼顾杂波抑制和虚假动目标的抑制,有效提升了多通道SAR杂波抑制的效果。4.在单/多通道SAR统一成像算法方面。本文提出了一种基于图像谱压缩后向投影算法。不同于传统快速后向投影算法和快速分级后向投影算法,本文所提方法是在直角坐标系进行的。该方法通过谱压缩技术有效解决直角坐标系下子图像频谱混叠问题,其成像效率和极坐标系下的算法相近。但是在子图像融合过程,本文方法充分利用了直角坐标系下子图像合成的优势,即只需要对子图像整体上采样、平移处理,避免了极坐标系下逐像素投影运算。因此,本文方法操作简便,易于硬件实现。另外,该算法适用范围比较广,可以适用于多模式SAR,即条带模式、聚束模式、滑动聚束模式和TOPS模式。也适用于多通道SAR成像。仿真数据处理结果证明了所提算法的有效性。