地基宽带桥梁形变测量雷达可以实现对桥梁长时间高精度的监测,获取的监测结果不仅能够作为研究桥梁三维形变规律的数据支持,同时也可以预报和防治桥梁坍塌、断裂的发生,避免不必要的人员及财产损失。合成孔径技术的发展促进了形变监测雷达的研究与应用,目前国内应用的合成孔径体制的地基形变测量雷达主要是针对目标在径向的一维形变测量,而目标的真实形变往往是三维的,因此需对三维形变测量雷达进行深入研究。本文采用的开关切换合成孔径天线体制是传统合成孔径雷达的延伸,它拥有天线位置固定、天线收发顺序可随意切换等优点,且双排平行的发射天线配合接收天线阵列可以实现对桥梁三维形变的高精度监测。本文在确定地基宽带桥梁形变测量雷达的系统方案及回波数据处理算法的基础上,围绕如何验证其工程实践可行性开展了外场验证性实验。论文的主要内容如下:1、结合课题研究背景,详细阐述地基宽带桥梁形变测量雷达系统所涉及的关键技术,包括频率步进雷达信号技术,开关切换合成孔径技术,基于后向投影的二维成像算法,差分干涉测量技术。首先,在频率步进信号形式的基础上,分析频率步进信号的优势与处理方法;其次介绍合成孔径技术,并阐述本系统通过电子开关控制阵列之间的切换实现合成孔径技术的方法;然后,介绍地基宽带桥梁形变测量雷达二维成像观测模型以及后向投影算法;最后介绍了在场景成像的基础上对桥梁形变信息提取算法即差分干涉测量技术。2、在理论介绍的基础上,对地基宽带桥梁形变测量雷达原理与系统设计进行介绍,详细介绍了天线阵子系统和频率源设计,并重点阐述了数据采集子系统的设计与实现方案。3、为了测试和分析雷达系统在测量桥梁形变的表现与性能,开展了外场验证实验,包括对体育馆以及角反射器的成像以及对电动位移平台位移信息的提取。验证了雷达系统在水平向位移测量的测量精度要优于高度向位移测量,同时验证了系统对水平位移、垂直位移、对角位移的测量精度表现排序为,水平位移最优,垂直位移次之,对角位移相对最差。