分布式小卫星合成孔径雷达(Distributed Small Satellites Synthetic Aperture Radar)是近年来在航天技术领域提出的一种利用多颗卫星编队飞行实现空间对地观测任务的天基雷达系统新概念。和传统星载SAR系统相比，小卫星编队飞行SAR系统有很多优势，包括：多基线干涉三维成像、地面运动目标指示、多极化成像、高分辨率成像以及宽域成像。本论文详细深入地研究了分布式小卫星SAR轨道设计、基线分析以及高分辨率成像算法等相关问题。主要研究内容和创新点有：1．研究了分布式小卫星SAR的轨道设计方法，得到了一种改进的采用卫星相对轨道根数进行编队轨道设计的方法。推导了分布式小卫星SAR卫星的轨道要素计算公式。研究了分布式小卫星SAR的模糊函数，分析了小卫星编队构形、卫星数目和模糊函数的关系。2．深入研究了分布式小卫星SAR基线的三维特征，推导了其数学模型，得到了分布式小卫星SAR垂直轨迹基线随地球自转以及编队卫星群自旋的变化规律。研究了满足三维成像、动目标检测、高分辨率成像的分布式小卫星SAR系统基线设计的方法。3．深入研究了分布式小卫星SAR距离向和方位向频谱合成高分辨率成像的技术，提出了距离向和方位向频谱合成产生的误差补偿方法。4．建立了分布式小卫星SAR空域滤波成像数学模型，研究了匹配滤波成像算法、最大似然估计滤波成像算法、最小均方差估计滤波成像算法和卡尔曼滤波的成像算法，提出了RLS空域滤波成像算法。研究了不同编队构型情况下的分布式小卫星SAR点目标空域滤波成像。5．研究了顺轨模式下的分布式小卫星SAR高分辨率成像信号处理方法。将Capon谱估计和传统SAR多视处理的方法引入顺轨道模式的分布式小卫星SAR的信号处理中，成功地实现了方位向多普勒模糊抑制和相干斑噪声的抑制。