合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是利用被测目标和雷达平台之间的相对运动,在一定的积累时间(合成孔径时间)内,将在雷达不同空间位置上接收到的回波信号进行相干处理,合成一个比雷达真实天线孔径大得多的合成阵列天线。而编队卫星合成孔径雷达就是将合成孔径雷达作为有效载荷安装在编队卫星群中。编队卫星合成孔径雷达天线波束照射范围非常大,有更好的灵活性和抗干扰能力,更能容忍单点故障,降低任务失败风险。因此编队卫星合成孔径雷达有很好的发展前景。成像精度是编队卫星合成孔径雷达系统的重要性能参数,回波信号模拟的精确程度直接影响到成像的精度。精确的回波信号模型以及先进的回波信号的处理方法能够提高系统的性能,已经成为了研究热点。另外,合成孔径雷达成像数据量很大,将数据传到地面做处理是恰当的选择。本文针对不同编队构型下合成孔径雷达回波信号模型、回波信号叠加处理方法、星地链路分布式MIMO信道建模进行研究,并在第二、第三、第四章做了详细的阐述。第二章研究直线型编队卫星合成孔径雷达回波信号模型,针对相位中心到目标点的距离与实际卫星到目标点距离有差异,提出一种相位补偿的直线型编队卫星合成孔径雷达回波信号模型,该模型比起原模型有更好的方位向分辨率。第三章研究圆型编队卫星合成孔径雷达回波信号模型,针对卫星的两种不同位置关系,相位中心到目标点的距离与实际卫星到目标点距离有差异,利用距离分解,分别提出一种相位补偿的圆型编队卫星合成孔径雷达回波信号模型。该模型比起原模型有更好的方位向分辨率。第四章研究星地分布式MIMO信道建模,借鉴3GPP的方法,并结合编队卫星SAR的特点,提出一种适合于卫星通信的分布式MIMO信道模型。该分布式MIMO模型有着很好的信道容量,很小的空间相关性。