探地雷达（GPR）是一种利用电磁波可穿透地表并在地下介质电磁特性间断处产生折射,反射,散射的原理来分析地下目标特性的探测设备。由于探地雷达具有可对视觉不透明介质内物体进行无损探测的独特优势,在行星探测、地下管线探测、道路空洞检测、建筑结构检测、地雷探测等场景中的应用价值较大。将合成孔径（SAR）成像方法应用于探地雷达,可以更好地还原目标信息;将超宽带步进频率波形应用于探地雷达,可在不损失探测深度的同时提高一维距离像分辨率,具有较大的研究意义。本文围绕频率步进探地雷达SAR成像技术面临的问题展开研究。通过设计发射波形,达到了较高的距离像理论分辨率;通过设计合成孔径方式,达到了较高的方位像理论分辨率。在成像信号处理处理时,设计基于扩展处理器的距离像合成方法,通过脉冲压缩等步骤合成高分辨率的距离像,同时考虑并补偿了旁瓣和距离增益的影响。仿真实验结果显示,附加相移会对合成后的距离像相位造成较大影响,在后续步骤进行补偿是有必要的。距离像合成后的雷达回波数据已具有初步的目标分辨效果,但在方位像上仍然是散焦的。改进后向投影（BP）成像算法以应用于步进频率探地雷达,并在阵列天线分时收发的基础上提出二次后向投影成像算法,优化了成像效果。研究索引表生成和后向投影加速算法,仿真结果表明该算法极大地缩短了运行时间,提高了系统运算实时性。最后,设计并搭建雷达成像系统样机,在不同场景下进行成像实验。搭建了基于直接数字频率合成技术的发射机和基于零中频复数混频架构的接收机,设计了基于PC机和FPGA的基带信号处理系统。为了降低开发复杂度,尝试使用高层综合工具进行FPGA设计。测试结果表明,使用FPGA进行信号处理具有并行优势,可实现实时处理效果。最后,在公路和野外两种场景下进行系统的成像实验,验证了系统的稳定性和成像算法的适用性。