合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种高分辨率成像雷达,工作于微波波段,具有很强的穿透性,基本不受云、雾、雨等影响,因此可以全天候全天时地获得探测区域的图像。传统的聚束式SAR成像模式由于图像帧更新速率太小,只能得到静态的目标图像而无法获取场景中运动目标的运动方向、速度等相关信息,甚至无法通过静止图像区分场景静止目标与动态目标。视频合成孔径雷达(称为VideoSAR)是对经典聚束SAR成像模式的扩展,通过提高帧更新速率,可以提供对成像区的连续视频观察,获取位于场景中的动态目标信息。论文详细分析了动目标在VideoSAR回波和帧图像中的特征,为VideoSAR成像处理和动目标检测提供了理论基础。基于改进的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,简称PFA),提出了适用于VideoSAR帧图像产生的成像处理方法。为了实现实时成像处理,基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)设计了VideoSAR成像处理系统。通过仿真和实测数据处理对算法和FPGA实现性能进行了验证。论文共有六章,各章节主要内容如下:论文第一章绪论,介绍了VideoSAR系统的研究背景和国内外发展现状、应用场景,以及其成像处理技术研究的意义。最后介绍了论文的主要工作。论文第二章基于PFA算法的视频SAR成像分析,从SAR回波数据和PFA算法处理两个方面分析了动目标的特性;介绍了VideoSAR成像中的主要参数指标,并通过指标分析提出了基于PFA处理的全孔径成像子孔径分割的VideoSAR成像算法。论文第三章FPGA硬件模块,介绍了本设计系统中最主要的两个数据存储模块DDR3SDRAM和Flash的硬件组成及时序控制。最后介绍了模拟信号/数字信号(简称A/D)转换模块的设计,为系统的实时性提供了理论基础。通过实际测试验证了硬件模块的可行性。论文第四章基于FPGA的VideoSAR成像算法实现,设计了基于FPGA处理的整套VideoSAR成像算法的架构,并分析了系统的控制时序和模块搭建,验证了系统的可行性。论文第五章VideoSAR成像系统验证与数据分析,介绍了设计的硬件实现平台,通过和MATLAB处理的结果进行分析比较,说明了基于FPGA处理的VideoSAR成像系统的精确性,同时,还从处理效率和资源占用两方面验证了整套处理系统的可行性。论文第六章总结与展望,对论文的研究内容进行了总结,说明本次系统设计优点的同时也提出了能够改进的地方,以及指出了接下来的研究方向。