SAR的发展始于20世纪50年代。1951年，美国Goodyear公司的数学家Carl Wiley发明了合成孔径雷达，于1952年制造出了验证系统DOUSER，并以此为基础研发了机载实验系统，开展了首次飞行试验，此后该公司陆续研发了首台业务运行的SAR、第一套5英尺分辨率的SAR、第一台1英尺分辨率的SAR和第一台大规模SAR数据处理系统，而且美国SR-71高空侦察机上所搭载的SAR系统也来自该公司。
20世纪五六十年代，美国喷气动力实验室（JPL）、密歇根大学、密歇根环境研究所、桑迪亚国家实验室等都投入到SAR技术的研发中。1974年，JPL与NOAA开始合作探讨SAR搭载在卫星上进行海洋观测的可行性。1978年6月，第一颗民用SAR卫星Seasat发射成功，揭开了星载SAR海洋探测的序幕。不幸的是，由于电源故障Seasat只工作了105天，但在这期间获取的SAR数据大大超出预期，除了原计划的观测海浪与极地海冰外，还观测到了内波、涡、锋面、水下地形、暴风、降雨、风条纹等众多海洋和大气现象，在海洋遥感发展历史上具有里程碑意义。但是当时的技术还存在诸多限制，例如，SAR数据只能通过模拟信号下传，星上没有存储器，只有在过境地面站附近区域才能工作并下传数据，同时数据处理能力比较低，一景长宽100km的图像需要近20个小时才能处理完毕。
1981年、1984年美国分别开展了两次航天飞机SAR试验，分别搭载了航天飞机成像雷达SIR-A，SIR-B，这两台SAR与Seasat SAR的工作波段基本相同，均在L波段，采用HH极化模式，不同的是SIR-B采用了数字下行方式，增加了多入射角观测能力。SIR-A共获取了7个半小时的数据，对1000万平方千米的地球表面进行了测绘，获得了大量信息。其中，最著名的是发现了撒哈拉沙漠中的地下古河道，引起了国际学术界的震动。(www.xing528.com)
与此同时，前苏联也开始了SAR卫星的研制，并于1987年7月25日发射了载有S波段SAR的Kosmos 1870卫星，该卫星工作了2年。
在20世纪70年代末至80年代，SAR主要还是在试验阶段，只有美国和前苏联进行了几次SAR卫星发射。同时，SAR工作模式单一，尚未形成大规模应用。
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