合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种成像思想,通过雷达的运动构建一个等效模拟天线,并利用脉冲压缩技术,能够达到获取距离、方位二维高分辨率雷达图像的目的。经过70年的发展,不同的SAR载体平台层出不穷,各式各样的工作模式应运而生,SAR的应用广泛地分布在军用和民用领域。考量到星载SAR研究的成本和效率,其仿真技术得以在各类研究领域中发挥着重要作用。SAR图像应用的广泛性使得高质量SAR图像的需求量增加,除了成像算法的改进,种类繁多的SAR图像处理技术逐渐成为研究热点。本文从SAR基本原理开始分析,研究了卫星轨迹的特殊性、多种工作模式的星载SAR、星载SAR信号的生成、BP算法处理多工作模式星载SAR信号、非理想因素影响成像结果以及SAR图像的辐射校正、地理信息编码、滤波等图像处理技术。本文的主要工作及创新如下:1.研究了SAR的基本几何关系,给出了SAR的方位向、斜视角、零多普勒面等重要概念的定义,对SAR信号进行了分析,并研究了SAR信号的特殊性质,推导了SAR的距离向和方位向分辨率,最后分析了如何获取更高分辨率SAR图像。2.分析了星载SAR平台运动轨迹模型的特殊性,归纳了多种工作模式的星载SAR特征,介绍了星载SAR仿真的核心瞄准点与SAR工作模式的关系及其计算过程。分析了星载SAR回波信号的生成过程,采用了脉冲压缩技术实现了SAR图像距离向的高分辨率,总结了时域、频域SAR成像算法的特点,解析了距离-多普勒域的BP算法在星载SAR信号处理上的优势。结合前文的铺垫工作,分析了多种工作模式BP成像结果在面目标、点目标的成像性能,进行了指标评估。根据仿真成像的效果,总结了工作模式在SAR图像性能上各自的优势与劣势。通过仿真实验,分析了不同程度的非理想因素对星载SAR成像质量的影响。3.分析了SAR图像处理方法。首先,针对天线辐射的电磁波所导致的SAR图像能量不均匀的问题,研究了天线方位图校正的方法,补偿因为天线在辐射方向不同所产生的辐射能量不均情况。针对天线与成像场景内不同斜距目标辐射能量强度不同的情况,根据雷达辐射方程进行了距离的补偿。分析相对辐射定标因子理论并推导了其计算过程,能够让具有相同RCS的目标在SAR图像上有同样的像素值。通过辐射校正的性能分析,经过辐射校正后,SAR图像辐射精度提升了,具有相同RCS的目标在SAR图像中像素值更均匀了。接下来研究了SAR图像的地理信息编码,通过计算投影范围并结合投影算法将SAR图像由距离-多普勒域投影到WGS84坐标系下,分析了地理编码存在的误差,验证了地理编码的精度在个位数像素之间。最后提出了将DnCNN方法运用于去乘性的SAR相干斑噪声,与传统滤波方法进行了性能对比,无论是在图像细节还原方面,还是在去相干斑噪声方面,采用DnCNN的滤波方法都具有显著的优势。