合成孔径雷达(SAR)是一种现代化的高分辨成像雷达,已被广泛应用于各种领域,在SAR系统的研发过程中对其回波数据的模拟也越发必要。SAR回波模拟是一种通过计算机仿真来模拟SAR原始回波数据的技术,能给SAR成像算法的研发、SAR系统参数的设计、SAR系统性能验证等带来便利。本文研究内容如下:1、对SAR信号的特点及其处理做了简要分析,并且介绍了合成孔径原理以及其高分辨的原理,推导了SAR回波的数学模型,简要地介绍了一种SAR成像算法——距离多普勒成像算法。2、基于机载SAR的模型,研究了传统的时域SAR回波模拟算法,给出其具体实现方法,并根据目标特定分布情况下回波数据的特点,提出了一种利用矩阵数据搬移来减少仿真运算量的方法;另外对时频域算法做了相关研究并分析了影响其仿真运算量的因素;针对时域算法在大场景模拟时计算量过高的问题,介绍了两种新式的逆成像回波模拟法,IωK算法和ICS算法,推导了两种方法的部分公式,并分析了它们的特点和计算量。最后使用各种算法对点、点阵、二维面目标进行回波模拟仿真,分析了不同情况下耗时的差异以及成像后分辨率的差异。3、对三维地形的回波模拟做了相关研究,介绍了分形布朗运动这种三维地形仿真时常用的基本模型,比对了生成分形地形的常用算法优缺点,并利用菱形-正方形算法生成了一定粗糙度的山脉地形,利用精确度较高的时域回波算法对其进行回波模拟,并分析了其成像效果。4、介绍了MATLAB软件中用于加速仿真和解决大数据运算的并行工具箱,详细阐述了并行化加速的相关原理和程序修改要点,分析了各回波模拟算法特点,给出了适合进行并行化加速的算法。最后利用分布式计算服务器和多台计算机搭建了计算机集群,对大场景回波模拟做了时域和时频域算法的加速试验,对不同数量计算核心的加速效果做了对比分析。