微型SAR以其体积小、重量轻、功耗低等特点成为近年来SAR领域的研究热点。实时处理作为SAR系统不可或缺的技术能够极大地提升SAR的应用价值,然而受限于微型SAR轻小型、低功耗的要求,实现高分辨微型SAR实时成像处理面临着巨大挑战。本文以微型SAR实时成像处理技术为研究对象,理论分析和工程实践相结合,对微型SAR实时成像处理技术中的FMCW SAR的实时成像算法和运动补偿方法、微型SAR实时成像并行处理技术、实时SAR Video形成技术以及微型SAR实时处理的多平台应用展开了深入的研究,并通过大量的仿真及实测数据验证了研究成果的有效性,对于微型SAR技术的发展具有重要的理论意义和工程应用价值。本文的主要工作和取得的研究成果概括如下:1、研究了FMCW SAR实时成像算法及运动补偿方法,包括理想及非理想条件下FMCW SAR的成像几何模型及回波信号特点、FMCW SAR实时运动误差补偿方法以及FMCW SAR实时成像处理流程等方面的内容。主要工作有:(1)基于单个散射点研究了理想条件下机载正侧视条带模式FMCW SAR成像的几何模型和回波特点,分析了脉内连续运动所引入的多普勒调频项对于成像的影响,并对比分析给出了适用于微型SAR实时成像的RD算法和FS算法流程。(2)研究了非理想条件下FMCW SAR成像的几何模型,提出了FMCW SAR实时处理中的运动误差补偿的方案。(3)综合考虑算法可行性、整体运算量以及处理精度,确定了微型SAR实时处理流程。(4)通过仿真实验验证了所选实时处理流程的有效性。2、研究了微型SAR实时成像并行处理技术,包括实时成像处理流程分析、成像算法并行化映射技术、实测数据回放验证及实时性分析、飞行试验验证及聚焦性能分析等方面内容。主要工作有:(1)基于微型化实时处理硬件平台,分析了实时处理数据帧的选取、评估了实时处理的运算量。(2)研究了微型SAR实时成像算法在多核DSP实时处理平台上的并行映射方法,结合成像算法特点和处理平台结构,基于“算法模块化、模块并行化”的算法映射准则,提出了基于多核DSP的SAR实时处理的并行映射方法和处理架构,有效解决了复杂算法并行实现、大数据矩阵转置、多核同步处理等关键问题。(3)基于微型SAR信号处理板搭建了原始数据回放平台,验证了算法并行映射的有效性、测试了实时处理的实时性,分析并给出了各个模块及算法整体并行化实现的加速性能。(4)开展外场飞行试验获得了聚焦效果良好的实时处理结果,分析了点目标的聚焦质量,充分验证了高分辨实时成像处理方法的有效性。3、研究了实时SAR Video形成技术,包括快速几何失真实时校正、残余偏移误差补偿、数字稳向处理以及小斜视成像处理等方面的问题。主要工作有:(1)分析了在实时处理过程中SAR帧图像间几何失真产生机理及表现方式。(2)研究了连续波体制SAR和脉冲体制SAR在几何失真校正方面的异同,推导了微型SAR实时处理中几何失真校正的表达式,并指出现有的补偿方法存在实现代价大、耗时长以及校正后仍存在残余偏移误差的问题。(3)针对存在的问题,提出了一种基于EDMA数据传输的快速距离向几何失真校正方法,不仅大大提高了几何失真校正的效率,而且结合一阶MOCO补偿了帧图像间残余的固定偏移误差。(4)针对校正后的帧图像内方位向错位的扇形区域和非完全聚焦图像的问题,提出了通过数字稳向以及小斜视成像的优化处理的方法,保证了高质量SAR Video的连续输出。(5)基于数据回放平台验证了所提方法的有效性、测试了时间开销,并通过飞行试验加以进一步验证。4、研究了微型SAR实时处理技术在不同平台上的适用性,包括不同运动平台下的运动特性对比、运动补偿以及实时成像处理方法的改进等方面的内容。主要工作有:(1)以小型固定翼平台为参考,对比分析了SUV车载、多旋翼UAV平台的运动特性,从而为后续运动补偿、成像处理提供参考。(2)针对不同平台的运动特性研究了微型SAR在小型固定翼、SUV车载以及多旋翼UAV平台下的运动补偿方法,分析了航向速度误差对于成像的影响,并指出对于多旋翼UAV平台,必须要结合惯导设备对平台进行姿态误差的补偿。(3)研究了多旋翼UAV平台下的微型SAR实时成像处理,针对频域抽取方法存在的问题,提出了一种更高效、快速的基于滑动卷积处理的时域抽取方法。本文理论研究和工程实践兼具,所取得的研究成果已成功应用于某微型SAR实时处理系统中,对于推动高分辨微型SAR实时成像处理技术的发展、加快微型SAR走向实用化的步伐,具有重要意义。