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合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨率微波成像雷达,利用雷达平台沿航向的运动形成合成孔径对地面目标成像。在成像过程中,雷达平台自身运动和环境等因素影响一方面会导致回波数据中距离向和方位向的耦合,给后续信号处理增加难度;另一方面导致空间采样在很多情况下不均匀,使用传统的雷达成像方法处理会使成像结果存在很大误差。非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)算法主要针对非均匀数据进行插值、过采样FFT和加窗处理,得到均匀分布的结果,在SAR成像处理中有很好的实用性。本文主要针对非均匀采样SAR数据,采用NUFFT算法进行处理,给出了NUFFT在非均匀采样SAR处理中的公式,并将其应用于非均匀采样SAR数据的距离徙动校正中,同时实现了方位向相位误差校正,提高了图像的成像质量。通过理论推导和仿真数据处理证明了该方法的有效性和可行性。本文的主要工作如下:(1)分析了SAR在距离向和方位向的成像原理,对RD、CS和?K等三种经典算法进行了分析,并进行了点目标仿真验证。从算法计算量和精度出发,重点研究了去除距离徙动对各种算法的影响,并进行了仿真验证,为NUFFT算法应用其中提供理论基础。(2)通过对NDFT相关问题的研究了介绍了NUFFT算法的原理,并推导了基于高斯窗函数的NUFFT算法的公式,同标准FFT算法进行了复杂度比较和误差分析。在此基础上使用NUFFT算法分别对单频和多频非均匀采样信号进行处理,给出了误差分析,并同FFT算法直接处理结果进行了对比,验证了NUFFT算法实现方案的有效性。(3)介绍了SAR信号处理中回波数据二维可分离原理,验证了使用NUFFT算法对其进行处理的合理性。推导了基于NUFFT的RD算法公式,并进行点目标的仿真,同时与经典算法成像的结果、算法复杂度进行了对比,论证了该算法的有效性。(4)建立了方位向非均匀采样的成像模型,分析了非均匀采样数据对方位向聚焦造成的影响,并在误差不同的情况下进行了仿真。将方位向补偿原理同NUFFT处理相结合,推导了适合NUFFT处理的算法实现公式。仿真表明,该方法的聚焦效果等同于使用传统FFT并进行自聚焦处理后获得的成像结果。