天基雷达能够全天时、全天候工作,但是,现存天基雷达系统功能单一、互不兼容、卫星网络设计复杂、浪费轨道资源,已不能满足天基雷达综合情报获取的需求。本文研究的天基多功能雷达是指在一个天基平台上实现合成孔径成像(SAR)、地面动目标检测(GMTI)和空中动目标检测(AMTI)。但是,多功能的实现对雷达总体方案设计、雷达波形设计、雷达系统结构设计、雷达收发模式设计、信号处理等问题提出了很大挑战。本文针对以上问题开展了以下研究工作。1.多功能雷达波形设计。针对高分辨率成像、AMTI解速度模糊、GMTI强杂波抑制的需求,设计了具有大系统带宽、多频率多子带的线性调频雷达波形。此波形功能的实现要求各子带信号具有良好的正交性能,因此,本文分析了其自相关和互相关特性,仿真验证了此波形能够达到正交性的要求。2.多功能雷达系统结构设计。在多功能雷达波形的基础上,设计了多通道多频率雷达系统,考虑到AMTI灵沽的波束形成能力、SAR万位模糊抑制、大系统带宽的需要,提出了空域宽发窄收、频域窄发宽收的雷达工作方式。3.多功能天基雷达SAR成像信号处理方法研究。根据雷达波形、工作方式、天线结构和正侧视SAR成像原理,建立了SAR回波信号模型；采用信道化接收的结构进行回波分离,仿真分析了分离效果。采用方位数字波束形成进行SAR成像处理,仿真分析了方位模糊比(AASR)和成像分辨率。4.多通道多子带带宽合成信号处理方法研究。针对距离分辨率低的问题,本文提出采用带宽合成的方法提高距离分辨率,分析了影响带宽合成的主要因素,研究了带宽合成信号处理方法。仿真结果表明,带宽合成后达到了SAR成像预期的距离分辨率要求。研究结果表明,在本文设计的雷达参数条件下,波形分离后互相关峰值能够达到-30dB以下；方位波束形成后方位模糊比达到-20dB以下,正侧视波束SAR图像方位分辨率达到5.5m；带宽合成后距离分辨率能够达到5.5m,并且具有进一步提高的潜力。