前视SAR成像是现代遥感应用的重要工具,在遥感测绘、战场侦察、武器制导等民用和军事领域都有着较为广泛的应用。前视成像模式下,不仅由于前视区域多普勒分集有限使得方位分辨难度较大,同时运动航向两侧对称场景具有相同多普勒频率,这就造成了方位向的左右多普勒模糊。随着阵列技术的发展,多通道SAR作为前视成像的重要工具已成为研究的热点,旨在实现机载/弹载前视SAR系统小型化、高精度、高稳健性的成像能力,本文提出了一种基于方位多通道新体制雷达系统,前视多通道合成孔径雷达（Forward-Looking Multi-Channel Synthetic Aperture Radar,FLMC-SAR）,并针对FLMC-SAR成像算法进行了研究,具体研究内容包含以下几个方面:1.直线/曲线航迹下FLMC-SAR空时解模糊成像。FLMC-SAR系统的前视方位分辨受限,并且FLMC-SAR成像还面临着左右多普勒模糊的问题。对FLMC-SAR系统空时资源进行合理的分配,是实现前视无模糊高分辨成像的关键。对此提出了先时域成像后空域解模糊的先时后空处理流程。直线航迹时,全孔径内模糊目标的多普勒模糊关系不发生变化,通过阵列空域自由度,可实现解模糊处理。但当平台飞行航迹为曲线轨迹时,在垂直航迹方向上的航迹偏差会改变左右对称目标的多普勒模糊关系,导致波束形成解模糊失败。针对该问题,本文提出曲线航迹下FLMC-SAR子孔径空时解模糊成像方法,通过划分子孔径将全孔径内曲线航迹下FLMC-SAR解模糊成像问题分解为若干子孔径内直线航迹下FLMC-SAR解模糊成像问题,从而有效的消除了曲线轨迹对左右对称目标多普勒模糊关系的影响,实现FLMC-SAR无模糊分辨。2.空时谱校准的FLMC-SAR阵列校准。左右多普勒模糊问题是FLMC-SAR成像中的基本问题,利用波束形成可实现解模糊处理。然而波束形成对目标的空时特性误差非常敏感,目标的空时特性是由目标的方位角和多普勒频率之间的关系确定的,因此目标的方位角和多普勒频率之间的失配会引起目标空时特性误差,导致解左右多普勒模糊失败。造成目标方位角和多普勒频率之间的失配的因素有很多,如阵列误差、运动误差等等。针对上述FLMC-SAR成像中的阵列误差所带来的解左右多普勒模糊失效的问题,本文提出了一种空时谱校准的阵列偏角误差校准方法来解决目标的方位角度与目标多普勒之间的空时失配问题。首先讨论了 FLMC-SAR的几何模型,并分析了左右多普勒模糊的空时特性,引入了阵列偏角误差来描述实际阵列构型与理想阵列构型之间的误差。讨论了阵列偏角误差对空时失配以及解左右多普勒模糊的影响,结合阵列多通道测角实现阵列偏角误差的最大似然估计,最终实现空时特性校准。3.空时谱校准的FLMC-SAR参数化运动补偿。针对FLMC-SAR长孔径内运动误差的空变问题,本文提出了一种参数化方位空变运动补偿（MOCO,Motion Compensation）方法。首先将一个完整的合成孔径分解为若干子孔径,从而可以将整个孔径上的高阶运动误差分解为子孔径上的一阶运动误差。进而可以将MOCO和解左右多普勒模糊两个耦合问题分开,并在每个子孔径内分别对这两个问题进行处理。其次随着子孔径的划分,由运动误差引起的空时特性失配问题可以被近似为方位不空变,可利用谱估计的方法来解决空时特性的失配问题。接下来建立参数化二次相位误差（QPE,Quadratic Phase Error）模型来表征相位误差,将方位空变相位误差建模为与角度相关的函数,并利用通道自由度来实现误差参数估计。运动误差被分解为角度绝对值相关相位误差以及角度相关相位误差两个部分。角度绝对值相关相位误差对于左右场景目标是相同的,可以在解左右多普勒模糊之前对左右场景进行统一补偿。然而角度相关相位误差对于左右场景目标是相反的,因此需要在解左右多普勒模糊之后,对左右场景分别进行补偿。最后,将空时特性校正以及运动补偿后的子孔径数据相结合,最终恢复全孔径运动补偿后的数据,从而得到FLMC-SAR高分辨成像结果。4.FLMC-SAR空时联合/空时级联成像。针对FLMC-SAR前视区域方位分辨困难的问题,本文提出了一种前视空时联合/前斜空时级联的两步成像方法。对于前斜区域,采用空时级联的成像处理流程,先时后空实现FLMC-SAR无模糊高分辨成像处理。对于正前视区域,提出一种空时联合的成像处理流程。分析了曲线航迹下FLMC-SAR几何模型,通过拓展波数域理论推导了 FLMC-SAR方位向分辨率显式表达,然后分析了曲线航迹带来的运动孔径对正前视区域目标的分辨增益,提出了一种利用曲线轨迹带来的运动孔径实现正前视区域空时联合高分辨成像方法。利用运动孔径增益,结合阵列自由度降低前视区域分辨单元间的空时导向矢量的相关性,实现基于稀疏贝叶斯的空时联合超分辨成像处理。