探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)是一种利用高频电磁波对地下物质进行信息获取的无损地球物理测量设备。探地雷达因具有速度快、精度高、无损性等优点被广泛应用于工程检测、文物考古、灾害救援等领域。随着雷达技术的发展,人们对探地雷达的探测要求也越来越高,探地雷达的应用场景也越来越丰富,因此对脉冲可控的探地系统的研究具有重要的应用价值和意义。本文主要的工作内容如下:1.通过调研国内外各类文献资料,首先对探地雷达技术进行了概括介绍,分析并总结了探地雷达的发展历程以及国内外探地雷达技术的发展现状。然后介绍了冲击脉冲探地雷达的工作原理,分析了脉冲信号的信号特性,总结了探地雷达的探测参数,并在此基础上提出了一种脉冲可控的探地雷达方案。2.分析并研究了脉冲可控的探地雷达在实现过程中的关键技术。分析得出可控的脉冲信号具有频带宽和信号参数可控的特点,因此选择了传输速率高、数据吞吐量大、可重构性强的FPGA作为控制平台。在具体的系统实现过程中,使用FPGA基于直接数字频率合成(Direct Digital Synthesizer,DDS)技术产生可控脉冲信号;采用多级放大器级联辅以可控衰减器的方式实现信号收发链路的高动态范围;选用高速ADC芯片对回波信号进行有效采集;应用JESD204B高速通信接口实现FPGA与高速DAC的之间数据传输以及与高速ADC之间的数据采集。3.对方案中的硬件电路部分涉及的FPGA控制板、高速ADC、高速DAC和收发链路进行了器件选型和电路设计,对FPGA设计中涉及的脉冲产生、高速数据收发接口、数据缓存以及数据通信等问题进行了设计实现和仿真验证。4.根据本文的设计方案,对系统中硬件电路部分进行了实物制作并对系统的各个模块分别进行了测试,测试结果表明本文设计的探地雷达系统可以有效发射和接收可控的脉冲信号。对系统进行整合后,进行了外场实地测试,验证了其对地下目标的探测能力。本系统方案设计合理,基于FPGA的可控脉冲探地雷达系统具有可重构性强、传输速率高、数据吞吐量大、脉冲信号可控等特点。