由于高速模数转换器件发展缓慢而且价格昂贵,极大地阻碍了信息获取的进程。周期性非均匀采样能够以较低的平均采样频率对已知频谱范围,而具体频谱位置未知的带通模拟信号进行无混叠数字信号处理,进而降低了采样过程中对于模数转换器的性能要求,节约了经济成本,降低了系统损耗。除此之外,相同采样时间内采样点的减少降低了数据冗余以及数字信号处理的复杂度。本文通过对周期性非均匀采样最优序列的判断标准及获取方法的研究,提出双模数转换器的周期性非均匀采样设计方法,同时在获得最优序列的基础上,对周期性非均匀采样进行硬件实现。周期性非均匀采样的应用并不广泛,本文通过对非基带信号最小能量重建方法的介绍,将周期性非均匀采样方法运用到雷达侦察信号处理方面,为雷达信号侦察接收机处理宽带信号提供了有效方案。对于周期性非均匀采样方式的实现,本文使用PCI-6023E数据采集卡和STM32F103ZET6为微控制单元的STM32开发板两个硬件分别以不同的设计方案来完成。结合LabVIEW2009开发环境,PCI-6023E数据采集卡以先均匀采样后抽值的方式完成最优序列的实现；STM32开发板以Keil uVision4为开发环境,结合PCI-6023E数据采集卡的实现方案,利用其通用定时器、模数转换器、数据传输存储等丰富的可软件编程控制的实验模块,通过通用定时器产生频率可控的触发事件启动模数转换器对模拟信号直接进行周期性非均匀采样以达到最优序列硬件实现的目的。将两个硬件平台的数据传输到上位机进行频谱估计并与示波器测量频谱进行对比以验证对周期性非均匀采样硬件实现的准确性。在单模数转换器实现的基础上,利用STM32开发板对双模数转换器的周期性非均匀采样方法进行硬件实现。本文对于周期性非均匀采样算法的设计以及硬件实现为其快速投入实践应用起到了一定的推动作用。