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随着现代通信技术的发展,无线电技术已经深入到社会的各个领域。用户对高速无线传输技术的需求越来越多。这使得信号传输带宽变宽,频点也越来越复杂。实时感知当前频谱占用情况进而采取动态接入的方式是解决当前频谱资源匮乏的重要手段。根据传统奈奎斯特采样定理,若要无混叠的得到宽带内信号的频谱,则需要极高的采样率以及较强的数字信号处理能力。使得现有的商用模数转换器(Analog Digital Converter,ADC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)以及数据存储器面临巨大的挑战。近年来,基于压缩感知的信息获取技术在多种领域迅速发展,并且取得了丰硕的成果。基于压缩感知的欠采样技术可以利用少量低速观测数据来实现对宽频带内信号的感知与重构。在多种实现欠采样的结构中,新近提出的调制宽带转换器(Modulated Wideband Converter,MWC)以其简单易于实现的结构以及对信号适应范围广等特点,受到国内外学着的广泛关注。目前,针对MWC采样技术的研究主要集中在理论分析方面,在实际原理验证以及样机设计中仍存在较多问题。本文针对MWC技术在问题和不足,分别深入研究了MWC采样和重构原理、基于稀疏贝叶斯学习(Sparse Bayesian Learning,SBL)的重构方法、单通道调制宽带转换器(Single Channel Modulated Wideband Converter,SCMWC)的通道压缩和功率谱重构原理、MWC原理样机和SCMWC原型样机的设计和实现。主要研究内容概括如下:(1)针对MWC系统固有的噪声折叠现象,引入了SBL的重构方法。通过对噪声折叠现象进行理论分析,得出噪声叠加来自于压缩的过程的结论。从重构的角度提高检测检测概率,提出使用SBL方法来求稀疏解,通过公式推导和仿真,验证了算法具有较好的信噪比适应能力。(2)根据压缩感知采样原理,设计了出一套低速率多通道MWC的原理验证系统。这套系统利用分立的元器件模块以及实验仪器搭建而成。针对样机设计中存在的问题给出了简单可行的解决方法。通过对实际信号的感知实验,验证了MWC采样原理在实际应用中的可行性。(3)设计出基于SCMWC结构的观测带宽为1GHz的原型样机。详细介绍了每部分的设计思路。针对周期序列生成以及宽带混频两个设计难点,选用了合适的芯片来实现设计指标。最后通过实验验证了所设计的系统的可行性。