空间目标威胁评估、空间碎片碰撞预警、近地空间探测等多方面的应用都要求对空间目标进行精细化测量。雷达能够全天时、全天候获取空间目标的丰富信息,是空间目标监视和识别最为有效的技术途径之一。增大雷达发射和接收信号的带宽,结合适当的逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR）成像技术,即可提升ISAR图像的分辨率。宽带雷达数字接收机能够对中频信号甚至射频信号直接采集,具有信噪比高、幅频特性稳定、算法实现灵活多样等优势。随着ISAR发射信号带宽的增大,雷达数字接收机的采样率和带宽也需与发射信号匹配。研究宽带雷达数字接收机将为提升我国空间目标认知能力、识别能力、监视能力提供重要技术支撑。本文首先交代课题的研究背景及实现意义,然后调研了宽带雷达数字接收机的发展现状、并行采样技术的研究现状、交叉采样通道失配校正方法的研究现状以及交叉采样系统的发展状况,明确了论文的研究方向。开展了基于中频直接采样的宽带雷达信号接收技术的研究。针对某些应用场景中单片模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）难以满足接收机对采样率的要求,将多路ADC芯片交叉采样技术引入到宽带雷达数字接收机中,建立宽带交叉采样通道失配模型,分析通道失配对采集信号的频谱及动态性能的影响,并提出多路JESD204B子类1的ADC的同步采集方法。针对交叉采样通道失配严重恶化系统动态性能的问题以及常用校正方法的缺点,本文根据实际应用需求提出基于正弦拟合的宽带交叉采样通道失配自动估计方法和基于完美重构的宽带交叉采样通道失配补偿方法。该估计方法能够对ADC芯片间的宽带交叉采样通道失配进行精确标定,并且只需对关注频段进行数据采集和处理;该补偿方法实现了多ADC芯片交叉采样系统通道失配在宽频带上的高精度补偿。对宽带雷达信号处理的相关技术进行研究。分别从宽带雷达数字接收机的数字正交解调技术、脉冲压缩技术和带宽扩展技术展开。对中频直接采集方式下线性调频（Linear Frequency Modulated,LFM）信号的脉冲压缩进行建模,分析了交叉采样通道失配对LFM信号脉冲压缩结果的影响;针对多路ADC芯片交叉采样的带宽积累减小问题,提出一种基于宽带增益估计的交叉采样系统带宽扩展方法,该方法使得多路ADC芯片交叉采样系统的带宽得到有效扩展。设计了基于交叉采样技术的宽带雷达数字接收机。首先明确设计目标;着重研究宽带雷达数字接收机的总体设计、硬件设计和配套的软件设计;然后对该接收机进行测试,测试结果表明宽带雷达数字接收机的采样率为10.4 Gs/s、量化位数为12 bit,在0.1 GHz～4.7 GHz频段内,有效位数大于7.5 bit、无杂散动态范围大于57 dB,数据稳定传输速率为40 Gb/s,具备对带宽为3 GHz以上的雷达中频回波进行高速高精度直接采集和记录的能力。本文理论研究与工程实践相结合,解决了数字接收机设计与研制过程中遇到的多个技术难题,研制的接收机已得到成功应用,取得了良好的效果,为基于交叉采样的宽带雷达数字接收机的工程应用奠定理论和技术基础。