精确制导武器以其高作战效能、高命中精度及远距离作战的能力在现代战争中占据重要地位。作为一种精确制导系统,毫米波雷达导引头在实际中得到了广泛的应用。论文首先阐述了毫米波雷达导引头的技术特点和性能优势以及其在国内外的发展现状,在此基础上,论证了一种能够满足空地导弹精确制导需求的毫米波雷达导引头设计方案。在对简单脉冲步进频和线性调频信号体制进行分析的基础上,本文提出了一种基于调频步进信号体制的雷达导引头设计方案,能够在提高导引头探测距离的同时改善距离分辨率。在此基础上,结合某项目应用背景,进行雷达导引头的总体设计、仿真和实现,并根据主要分系统的功能和性能指标要求完成初步的设计方案,对导引头的主要系统指标进行论证,研究了相关的参数估计方法。另外,针对调频步进体制雷达涉及到的目标抽取、运动补偿等信号处理关键技术进行研究,并给出了工程实现方案。论文最后利用研制完成的调频步进雷达导引头实验样机进行了大量的外场试验,以获得实测数据。基于实测数据的实验结果验证了本文的导引头设计方案的可行性和信号处理算法工程实现方案的正确性。