本发明公开了一种基于嵌套的三维SAR天线阵列设计方法与应用。针对小型无人机载三维SAR成像分辨率低的问题，提出了基于嵌套的小型化三维SAR稀疏天线阵列构型的设计方法；同时，基于该设计方法设计三维SAR稀疏天线阵列，利用小型无人机载SAR飞行速度慢，方位多普勒频率低的特点，提出使用方位降采样的方式来获取方位多快拍数据。与传统方法相比，本方法通过设计稀疏天线阵列构型，使得差分形成的虚拟天线阵列孔径长度是真实天线阵列的两倍，从而提升了高度向的分辨能力；同时解决了传统的空间平均法引起的距离‑方位向分辨率降低的问题，确保了三维SAR成像结果分辨能力的提升。