超宽带雷达(Ultra-Wideband Radar)具有强穿透能力与高距离向分辨率等优点，在穿墙动目标跟踪、反恐维稳、生命救援、地质勘测、城市管线探测等多种军事及民用领域中具有巨大的应用价值。超宽带雷达体制多种多样，如脉冲体制、频率步进体制、伪随机编码体制等。脉冲体制的超宽带雷达结构简单、性价比高，可以直接获得探测区域的脉冲响应函数，因而应用最为广泛;但它难以实现大时间带宽积而导致探测距离有限，频率步进体制的超宽带雷达结构复杂、成本高，不利于工程普及。伪随机编码超宽带雷达能实现大时间带宽积的同时，系统结构简单，利于集成。更重要的是，伪随机编码信号具有类似针状脉冲的自相关特性、强抗噪声干扰与低截获率等优点。　　为了更好地将伪随机编码信号应用于超宽带雷达探测中，本文结合国家高技术研究发展计划（“863”项目），对伪随机编码超宽带雷达技术进行研究，同时将其与脉冲体制的超宽带雷达进行实验对比。论文的主要工作和创新点如下:　　1.在研究伪随机编码特性的基础上，提出了一种基于FPGA与高速DAC的改进型的伪随机编码信号数字域合成方法，相比于传统的伪随机编码信号产生方法，该方法效率较高，同时大大节省了硬件存储资源。　　2.在等效采样或混合采样过程中，一般采用可编程延时芯片实现延时步进。延时芯片的温度变化使延时步进量出现不均匀现象，导致信号不能被完整采样。为了克服延时芯片的温漂，提出了一种延时步进量矫正方法。该技术在雷达现有硬件基础上，仅需要增加一个低相噪时钟扇出芯片即可实现均匀的延时步进量，进而实现信号的完整采样。　　3.为了提高伪随机编码雷达的扫描率，提出了一种基于FPGA的快速并行互相关方法对雷达回波进行脉冲压缩处理，与传统的脉冲压缩技术相比，可以在保证时间效率的基础上，大大降低对硬件资源的需求，并降低了功耗，节省了硬件成本。　　4.深层探地雷达天线工作频率较低，一般采用收发分离的线状偶极子天线，通常采用长同轴电缆或光纤进行同步，在野外应用时极其不便。基于伪随机编码技术，本文提出了一种无线收发自同步方法，发射信号由窄脉冲信号、短伪随机序列编码信号与长伪随机序列编码信号共同组成，其中，窄脉冲信号和短序列伪随机编码信号分别用于粗估计直达波的到达时间和同步时间，长序列编码信号作为雷达的探测信号。　　论文提出的上述4种新方法或新技术分别在实验室研制的多款伪随机编码超宽带雷达系统中得到应用，实际探测结果证实了论文所提方法的正确性。　　5.研制了中心频率为12MHz的Golay互补编码信号的超深探地雷达。该超深探地雷达具有1kW发射功率、-130dBm接收灵敏度。接收机含有两个通道，第一通道用于获取参考信号，第二通道用于接收雷达回波。第二接收通道中设计了大增益范围的时变增益电路对雷达回波进行不同增益的放大处理。同时，利用高性能FPGA对雷达回波进行快速并行互相关计算，大大提高了系统扫描率。该超深探地雷达的最大探测时窗为4.2us，有效探测范围为100米左右。经过三个野外实验验证了该超深探地雷达能探测到地下100米左右的目标。　　6.研制了码长为1024、码元宽度为2.2ns的伪随机编码生命探测雷达。利用改进型的伪随机编码信号数字域合成方法产生Golay互补编码信号，发射信号的峰值功率为17dBm。接收机采用混合采样技术与快速并行互相关技术，大大提高了雷达扫描率。通过大量实验表明，该生命探测雷达具有很好的探测性能。　　7.结合项目研究需要，分别研制了中心频率为800MHz与1100MHz的手持式伪随机编码穿墙跟踪成像雷达。该雷达采用m序列编码信号，发射功率为16dBm，编码长度可以实时调整。接收机采用混合采样技术与快速并行互相关技术，提高了时间效率。在高性能Intel i3处理器中运行动目标跟踪算法，并将跟踪结果实时传输到微型显示器中。通过与脉冲体制的穿墙雷达进行实验对比，表明该手持式伪随机编码穿墙跟踪成像雷达具有良好的探测性能。