调频连续波(FM-CW)技术与合成孔径(SAR)技术的结合为发展体积小、重量轻、成本低的高分辨成像传感器提供了条件。今天,小型无人机已经高度成熟,然而到目前为止,这些平台一个主要的缺点就是承载能力受限。高度小型化的FM-CW SAR符合SAR系统低成本的发展趋势,具备结构简单、价格低廉、功耗低、截获概率低等一系列优点,非常适合有效载荷受严格限制的小型无人机平台的需要,因此,受到各个国家越来越多科研机构的关注。针对FM-CW SAR系统在理论和实践中亟待解决的关键技术问题,本文展开相关研究。“停-走-停”假设是目前脉冲SAR信号处理和理论分析的基础,然而,FM-CWSAR由于连续发射大扫频周期信号而使“停-走-停”近似失效。针对这一问题,论文首先分析了FM-CW SAR“停-走-停”工作模式的有效性判定问题,在“停-走-停”假设不成立的情况下建立去调频FM-CW SAR回波信号模型,在此基础上,提出了基于傅氏变换的分布目标回波模拟快速算法。残留视频相位(RVP)和斜置是去调频处理特有的产物,论文定量分析其对常规FM-CW SAR成像的影响,讨论了消除RVP的方法;针对脉内载机运动引起的快时间多普勒效应,结合距离—多普勒算法,讨论了快时间多普勒效应引起的距离走动问题,并给出校正方法;同时,分析了在大波束角或者斜视情况下导致算法性能下降的主要误差来源,提出一种适合FM-CW SAR系统的改进的距离-多普勒算法。距离-多普勒算法通过在方位频域插值校正快时间多普勒效应,由于受插值精度的影响,补偿效果不理想。针对这一问题,论文提出一种改进的距离-堆栈算法,该算法不需要插值,不存在几何失真,避免插值计算导致的精度损失,非常适用于近距离FM-CW雷达成像。FM-CW SAR系统另一个突出问题是系统对采样率、数据处理量有严格的限制。在采样率受限的条件下,传统脉冲体制下的FS算法直接应用到FM-CW SAR中来,会引起严重的距离维频谱混叠,导致无法成像。针对这一问题,论文提出一种改进的FS算法,在避免尺度变换导致距离频谱混叠的同时,矫正了脉内及脉间载机运动引起的距离走动和距离弯曲,实现了精确成像。运动目标检测是军用机载雷达的一项基本功能。为了保持FM-CW SAR体积小、重量轻的优点,同时充分发挥单天线FM-CW SAR系统的作用,用户更希望FM-CW SAR利用单通道数据达到检测地面动目标的目的。论文借鉴发射调频三角波信号构建双通道回波数据的思想,结合DPCA方法,提出利用DPCA方法单通道FM-CW SAR动目标检测算法。算法重点研究了在常规SAR成像时可以忽略的RVP,在DPCA方法进行动目标显示时引起通道相位失配问题,得到要获得较好的SCR,必须在成像过程中消除RVP影响的重要结论。最后论文从FM-CW SAR系统设计角度出发,对影响FM-CW SAR系统性能的关键因素—调频线性度以及相位噪声进行系统分析。通过定量分析线性度与峰值旁瓣比的关系,利用数据拟合得到线性度—峰值旁瓣比曲线,可方便的根据期望的峰值旁瓣比得到信号源线性度指标要求;同时,对振荡器相位噪声以及泄漏信号相位噪声对系统的影响进行分析,得到FM-CW SAR图像信噪比计算公式,用于指导工程实践。