探地雷达(Ground Penetrating Radar，GPR)是利用超高频脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法，具有快速、简便、分辨率高、无损探测等特点，已广泛应用于城建、交通、地质、考古、国防等部门。但已产品化的探地雷达系统基本上都采用模拟接收机，这是因为数字接收机主要依赖于高速ADC芯片，实现复杂、成本高。但由于数字接收机具有集成度高、性能稳定等特点，是雷达接收机技术发展的必然趋势。　　 本文在吸取国内外前人工作成果的基础上，对超宽带探地雷达数字采样接收方法和技术开展了深入研究，分别提出了三种基于高速比较器和FPGA芯片的超宽带数字采样接收方法，以及一种基于混合采样方法的超宽带数字采样接收方法；针对不同研究项目的需要，研制出五种超宽带雷达数字接收机，其中四种已成功应用于实际雷达系统中，实验测试结果验证了本文设计的数字接收机性能稳定，能满足实际雷达系统的要求。　　 论文的主要工作和研究成果如下：　　 1)针对内同步冲击脉冲探地雷达，本文提出了等效比较数字采样技术和相应的内同步提取方式，并基于FPGA芯片研制出无集成A/D的超宽带探地雷达数字接收机。该接收机等效采样率达1.024 GHz、模拟带宽达500 MHz以上，体积小，功耗不超过1.5W，目标回波信号的能量利用率高。已分别成功应用于深层探地雷达系统和极地冰川厚度探测雷达系统中。　　 2)针对外同步冲击脉冲探地雷达，提出了等效比较数字混合采样技术，提高了雷达系统的等效采样率。利用单片FPGA研制出外同步数字接收机，接收机的采样率可达4.096 GHz，分别成功应用于探测雷达系统中和粮仓异物快速检测雷达系统中。　　 3)基于我国探月二期科学探测目标需求，在外同步单通道数字接收机的设计基础上，研制出多通道超宽带雷达数字接收机，有效解决了对宇航级高速ADC的需求。整机体积小、功耗低，已成功应用于嫦娥三号ⅩⅩⅩ载荷研制中。　　 4)在逐次逼近(Successive Approximation Register，SAR)查找法和等效时间采样基础上，提出了逐次逼近等效时间采样技术，研制出具有3 GHz模拟输入带宽的超宽带逐次逼近采样接收机，并分别成功应用于生命探测雷达、穿墙成像雷达以及粮仓异物快速检测雷达等系统中。　　 5)基于混合采样技术，利用高速ADC和FPGA研制了超宽带混合采样数字接收机，在提高接收机采样率和雷达扫描率的同时，利用超高速DAC控制接收机前端增益曲线以非线性方式变化，有效地补偿回波信号受地层影响产生的指数衰减，提高了接收机的动态范围。基于该接收技术的探地雷达正在调试中。