高分辨率与大测绘带宽对于合成孔径雷达图像来说意味着更多的信息量,而信息量的提升一直是合成孔径雷达系统发展过程中的不变追求。传统的单发单收合成孔径雷达系统受天线最小面积的限制,难以同时实现方位高分辨率与距离宽测绘带成像,高分宽幅方位多通道体制与俯仰多通道体制使其成为可能。多通道系统在实际工作时不可避免地会存在通道误差,因此对多通道信号进行阵列信号处理前,需要先对通道误差进行校正,否则不能形成理想波束。对于方位多通道体制,动目标由于其径向速度引入的额外频偏在最终图像中会出现虚假目标,需要针对动目标进行特别处理。本文学习了已有相关算法,并在其基础上分析了已有算法的不足,对高分宽幅方位多通道SAR与俯仰多通道SAR成像技术展开了研究,论文主要内容概括如下:本文首先在第二章对高分宽幅方位多通道与俯仰多通道体制进行了平台与目标的几何关系以及基础信号模型介绍,在方位多通道体制下特别介绍了运动目标模型,分析了与静止场景信号相比运动目标信号的差异性。对方位多通道体制介绍了经典的方位谱重构算法与通道误差估计算法,对俯仰多通道体制介绍了为扩展测绘带宽使用的数字波束形成技术。后续内容将从这些基础模型出发展开讨论。第三章提出了两种径向速度估计方法,第一种在数据域进行估计,结合子空间理论将动目标频偏看作是静止场景子空间的基到动目标子空间的基的旋转因子。对采样的多普勒单元构造一组投影矩阵,再将动目标信号投影到多个子空间中,可由投影结果的能量得到径向速度估计值。文中分析了杂波与噪声对该方法的影响,以及该方法的时间复杂度,最后用仿真数据与机载实测数据对方法进行了验证。第二种方法从图像域出发,目的是在已获取无模糊静止场景图的情况下,直接由动目标及其虚假目标图像获取动目标的真实位置信息以及其径向运动参数信息,而不需要重新从数据域出发再对数据作一遍处理。这部分内容推导了动目标及其虚假目标聚焦后在图像中的信号表达式,并在此基础上进行了动目标与虚假目标的位置分析。将动目标与它虚假目标的图像转到多普勒域,通过分析重构时的加权增益可以得到动目标的径向速度估计值,并在此基础上得到动目标真实位置。文中分析了增益曲线拟合阶数、杂波与噪声对该方法的影响,最后用仿真数据与机载实测数据进行了验证。为了对数据中的动目标作针对性处理并获得无虚假目标的图像,第四章针对海面背景提出了一套完整的方位多通道海面动目标虚假目标抑制方案。处理步骤包括杂波抑制、检测、动目标数据提取、动目标成像、虚假目标抑制与动目标重定位。其中针对通道数较小的方位多通道系统作动目标检测,提出了一种杂波抑制方法。该方法同样结合子空间理论,结合先验平台飞行速度与通道安排方式构造预期杂波信号子空间及其投影矩阵,将各通道接收数据投影进杂波子空间中,再与信号作差。各动目标由于径向速度多普勒频偏,子空间与杂波子空间不同,作差后的结果即为各动目标信号区别于杂波子空间的信号分量,完成杂波抑制,突出了动目标信号。分析了该方法的盲速值,以及残余通道误差对该方法的影响。接着对方案中各步骤的采用的算法进行了介绍,对欠采样单通道数据的deramp方位聚焦图像中没有虚假目标的原因作了介绍,并对错误重构的动目标谱经成像处理后在高分宽幅图像中的虚假目标个数与重构倍数、模糊数之间的关系进行了分析。最后利用仿真数据与星载双通道实测数据对方案进行了验证。俯仰多通道可以在扩展测绘带宽的同时保证场景回波的增益,但其接收通道中也不可避免地存在通道失配问题,使得合成波束增益不达预期。第五章提出了一种结合通道均衡的数字波束形成方法,结合地面数字高程信息与平台几何作为计算来波方向的先验知识,介绍了存在误差时的通道接收信号模型,并通过干涉与相比提取信号幅相误差,通过自适应加权回转均值滤波器进行噪声滤波。将通道均衡结合进距离脉压后数字波束形成的流程中,利用机载实测数据作了方法验证,并在最后分析了俯仰向通道误差估计与方位向通道误差估计的异同。