太空碎片是空间卫星的致命杀手。为了研制卫星防护材料,需在地面发射3～5 km/s的高速飞行破片,同时进行准确测速。现有常规测速光幕靶测速范围低,无法满足太空碎片地面模拟系统对高速破片速度测量的需求,本论文研究设计一种能测量高速飞行破片的超高速光幕靶,主要研究内容如下:（1）设计了超高速光幕靶的总体方案。分析了过幕信号的理论模型和频率特性,得到信号的带宽,采用分层光幕和增加光幕厚度的方法,降低信号处理电路的响应频率带宽要求,研究了探测光幕用准平行光源,设计了光幕结构总体以及信号处理电路总体方案及相关技术指标。（2）设计了一种基于半导体激光器和菲涅尔透镜的准平行光源,与接收装置配合形成的光幕具有5 mm的厚度,对光源照射范围与均匀性进行了试验验证。（3）设计了超高速光幕靶的信号处理电路,包括电源电路、光电转换电路、前级放大电路、后级放大电路、数码管显示电路和驱动电路等。沿高度方向将光幕分成3层,每层光幕采用独立的前级放大电路,并设计Sallen-key带通滤波电路。三个前级放大电路叠加后再经过程控增益放大电路放大,利用单片机STM32F103RCT6控制程控芯片VCA810的增益,可根据不同的测试需求调节电路的增益,进而实现灵敏度调节,最终信号经驱动电路驱动后输出。设计了直流对正显示电路,通过AD采集对正电压并进行数字显示来表示光幕的对正状态。（4）对研制光幕靶的信号处理电路进行性能测试,包括放大电路的调试、对正电压的显示和灵敏度的调节,并采用模拟高速信号对光幕靶进行测试,试验结果验证了设计的正确性和有效性,技术指标达到预定要求。本论文设计及其取得的结论为卫星破片高速光幕靶速度测试需求的研制奠定了基础。