本论文以近程探测应用为背景,主要研究了近程毫米波频移键控-线性调频连续波(FSK-LFMCW)调频体制探测系统的整体设计、中频信号处理相关算法以及系统软硬件设计与实现。研究的内容主要包括:(1)分析比较了频移键控(FSK)、线性调频连续波(LFMCW)和FSK-LFMCW三种体制的优缺点;根据近程探测系统的需求,选择FSK-LFMCW体制,该体制能够有效的区分多个不同目标;设计了探测系统整体方案并确定了其性能指标与波形参数。(2)研究了毫米波近程探测系统信号处理中涉及到的算法。针对雷达输出中频信号的幅度较小易受到干扰的缺点,研究了数字FIR滤波算法,滤除高频杂波对中频信号的干扰。由于采样频率的限制和FFT固有的栅栏效应,在Zoom-FFT的基础上,结合Jacobsen算法研究了一种高精度的频谱分析方法,在不增加算法复杂度的前提下提高测距精度。为了提取出中频信号中目标对应的频谱,研究了恒虚警检测改进算法,在保证虚警概率的前提下检测出目标。最后为了分析系统中各算法的有效性,利用MATLAB对单目标与多目标情况下的中频信号进行仿真,分析并验证了各算法的有效性与实时性。(3)介绍了以DSP TMS320VC5509A为核心的系统数字信号处理模块的硬件与软件的设计与实现。硬件部分主要包括DSP最小系统模块、调制信号发生模块、滤波放大模块、数据采集模块,软件部分主要包括硬件初始化与控制以及数据处理算法的实现。最后对系统进行了实验验证,实验结果表明本文设计的8mm近程探测系统的软硬件及其相关算法的有效性,具有良好的测距精度,达到了探测器整体性能指标。