双基地合成孔径雷达(简称双基地SAR或Bistatic SAR)是一种新的雷达体制,其发射机和接收机安装在不同的平台上,可以有不同的空间位置和运动速度。双基地SAR有着很多突出的优点,如:获取目标信息丰富,作用距离远,安全性,抗干扰性,抗截获性能好等。近年来双基地SAR成为研究的热点。本文首先建立了任意飞行模式下双基地SAR的几何模型和回波模型,分析了其多普勒特性和分辨率特性,得出双基地SAR成像算法与飞行模式有密切关系的结论。侧重分析了正侧视条带模式下,双基地SAR平飞以及接收机固定模式的多普勒性质。重点研究了双基地SAR成像算法:分析并给出了适合双基地SAR的RD算法和BP算法,通过点目标及面目标仿真数据验证了两种算法的有效性和适用性,并给出了成像指标,结果表明:RD算法只适合双基地SAR满足二阶距离近似模型的情况,适用范围比较窄但计算量小;而BP算法是一种精确的适合任意飞行模式的时域成像算法,该算法需要较高精度的惯导飞行参数且运算量大。简要总结了双基地SAR成像算法思路。多普勒参数估计方法是RD算法的关键技术。通过分析传统多普勒参数估计法(能量均衡法,子孔径相关法,相位梯度法和最大对比度法),仿真验证了在双基地SAR平飞及接收机固定模式下各种方法的优越性和局限性。提出基于最小熵的离散调频傅立叶法(DCFT)。该方法基于线性调频信号,可同时估计多普勒质心和多普勒斜率。仿真分析表明:由于受收、发天线方位图调制,估计多普勒质心精度较差,而能较好估计多普勒斜率。所有方法均用仿真面目标数据验证实现。双基地SAR的收、发分置使运动补偿更为复杂。建立了运动误差模型,分析了运动误差对成像的影响,给出了天线在水平方向指向偏差,沿径向及航向方向的运动误差的仿真结果。由于各种误差在信号域内以相位误差形式体现,最后探讨了两种双基地SAR相位补偿的方法:一发多收法和强点法。