近年来国内道路交通的飞速发展推动了国家经济的巨大进步,然而由于道路桥梁老化会逐渐产生交通隐患,为保证交通运输和人们日常出行安全,对交通设施进行高标准严要求的质量检测迫在眉睫。交通部“十三五”规划提出在交通运输发展过程中要坚持建设、运营、维护并重的原则,强调发展交通设施无损检测技术。本文主要研究开发了一套超宽带脉冲探地雷达系统,可应用于高速公路实时无损检测。本文主要针对超宽带脉冲探地雷达系统的发射电路、接收电路、信号采集电路、FPGA控制系统、上位机显示系统和电源电路等进行研究与实现。其中,选用雪崩三极管和微分整形网络作为超宽带雷达脉冲发射电路,可产生2ns、10V的窄脉冲信号;实现两种不同原理的等效采样电路,包括顺序等效采样电路和正交相位控制等效采样电路,前者的等效采样率为10GSPS,电路结构可以将脉冲宽度为2ns的周期信号频率降低1000倍并恢复出原始波形,用于低速ADC采集高频信号;后者通过FPGA调节高速ADC的触发时钟相位,然后合并数据重构原始波形,这种采样方案等效采样率为5GSPS,仿真结果显示每秒可采集65K帧回波信号,每帧信号由800个离散值组成,该电路采样效率更高,控制也更为灵活。另外,本文设计了电源电路和雷达控制系统,数据可以通过以太网高速传输到上位机显示系统。本文重点选用正交相位控制的等效采样技术实现上述雷达系统,设计过程主要包括高速PCB板布局布线和使用Verilog语言开发FPGA控制程序,实现了雷达高频信号的一体化收发处理、各相关硬件电路模块同步工作、以及结合上位机系统显示出最终图像等功能。最终测试结果表明,本系统每秒可探测到45K帧回波数据,在百公里时速下探测间距可以达到0.62mm。同传统的道路检测系统相比,本系统具有无损检测,高覆盖率,高分辨率,实时性好,探测速度快等优点。