本发明公开了一种SAR天线方向图高精度建模仿真方法，通过近场探头对SAR天线法向波位下的天线单元进行采集得到探头数据。通过SAR天线的载荷内定标系统对SAR天线法向波位下的每个天线单元进行采集得到内定标数据。依次建立探头数据与内定标数据之间的转换关系。在轨工作模式下抽取部分波位，通过对天线单元进行采集，得到内定标测量数据，并基于转换关系，得到探头计算数据。基于天线单元的加工尺寸进行等尺寸建模，基于探头计算数据并结合相对应的位置信息进行全阵仿真，得到不同波位下的仿真方向图。本发明利用SAR天线的载荷内定标系统采集的定标数据进行了方向图高精度建模仿真，极大减少了SAR天线方向图测试时间，大大提高效率并减少时间成本。