井中雷达是一种高效的、无损的井中探测手段,能够工作在油田、气井等深层地层,因此得到了广泛的应用。井中雷达由于环境的复杂性以及探测条件的限制,在实际地质探测过程中井中雷达相较于常规的探地雷达,更难保证数据质量,因此如何从井中雷达数据中提取出有效信息,并且从中反映的地层信息,是目前国际竞相研究的重点。井中雷达系统尚未有统一的国际化标准,因此,井中雷达数据因其数据传输复杂、数据量传输速度有限、数据容易因为复杂的环境而受到污染等原因,如何从原始数据中提取出有效数据,并且对井中仪器进行实时控制及监控,是井中雷达系统数据处理所面临的首要问题。本文主要针对井中雷达信号处理方面展开,主要工作内容如下几个方面。首先,阐述了井中雷达信号的模型以及常用的井中雷达计算方法。从井中雷达信号着手,推导了井中雷达信号的信号模型以及井中雷达的数据类型,描述了井中雷达的信号分析内容,通过数学模型建立井中雷达数据处理的基础,编程实现了常规的数据处理流程。由麦克斯韦方程组出发,通过对计算流程的推导以及一维时域有限差分计算的推导,将正演计算井中雷达仿真描述完整,并将其计算方法拓展到高维,从而能够进行更加贴近真实模型的仿真计算。在此基础上,对于信号预处理方法,基于EMD分解的方法具有井中雷达信号处理适应性优良的表现,从EMD分解算法出发,对井中雷达信号预处理的时频域分解算法进行分析,通过将其拓展至高维,从而对井中雷达二维信号进行处理,能够有效保证信号质量。通过时频域的分解,使得信号处理工作有更好的时频域分析。本文还介绍了通过井中雷达能量的三维切片成像,能够直观可视化分析能量回波情况,极大提高了井中雷达分析地质资料的能力。最后,本文对井中雷达时域波形的反演进行了相关研究,对反演方程组进行了推导优化,进行了仿真编程验证,仿真结果表明,井中雷达基于最小二乘的反演计算方案能够达到较好的收敛结果,能够对柱状目标的电磁参数进行复现。通过将偏移成像及网格划分方法相结合,提出了对井中雷达目标的反演方案,对柱状目标的反演计算表明,该方法有效减小反演计算的工作量和复杂度,对模型的反演情况良好。