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合成孔径雷达（SAR）是雷达成像的主体，应用范围最广，因而是本书讨论的重点。在前两章对雷达如何获得高的距离分辨率和高的横向分辨率的基础上，从本章开始用4章的篇幅对SAR做较详细的介绍。
在这一章里，主要介绍合成孔径成像的基本原理，以及工程技术方面的实际问题。实际上，本书的前几章已经对合成孔径雷达成像的问题有所涉及，主要是从提高二维分辨率方面加以描述的。本章的4.1节从雷达系统的角度，对合成孔径雷达的基本原理进行了讨论，并根据系统成像原理，介绍一种原理性的成像算法。从原理性的成像算法到各种工程上实用的成像算法将在第5章介绍，为了与本章要介绍的工程技术方面的实际问题相联系，在4.1节还介绍了一种应用于分辨率较低场合的简易算法——距离-多普勒算法。
合成孔径雷达是一种二维成像的探测设备，而实际空间是三维的。在此之前，为了原理上讨论方便，主要是在二维平面里讨论的，在本章的4.2节专门讨论合成孔径雷达二维成像与实际三维空间之间的关系，以及存在的问题，并在4.3节具体介绍由此引起的图像几何失真。
合成孔径雷达的具体硬件是一般的相干雷达，其具体构成与一般雷达没有区别，本书作为“雷达技术丛书”的一个分册，对一般雷达的结构不再介绍。但是，合成孔径雷达是以场景作为观测对象的，与以“点”目标为对象的一般雷达相比有共同性，也有不少特殊性。本章在4.4节讨论SAR有别于一般雷达的一些技术性能和参数方面的问题。
4.5节简要介绍了合成孔径雷达的电子反对抗问题。