跑道异物（Foreign Object Debris，FOD）是指能够损坏航空器或系统的某些外来物体。目前，世界各国都投入大量的人力、物力和财力来探索先进的FOD自动检测设备和技术，然而国内这一领域的发展落后于世界先进水平。本文在研究国内外FOD自动检测技术的基础上，重点研究毫米波FOD检测技术，并将此技术应用于机场FOD检测中，从而代替人工定时巡视这种效率低、不可靠的FOD检测方法。首先，介绍本文的研究背景、意义以及国内外FOD检测技术的发展近况。其次，对毫米波FOD检测雷达系统进行性能分析，包括雷达系统的工作频段和工作体制。对频率步进宽带雷达系统作了简要的介绍，同时，阐述了频率步进雷达系统主要参数的设计原则。再次，介绍毫米波FOD检测雷达系统总体功能和主要参数指标，对雷达系统进行了包括射频模块、中频模块和信号处理模块的设计。同时，讨论了雷达系统的几项关键技术，包括系统时序控制技术和上位机编程技术。最后，对复杂背景静态低散射目标检测的技术方法进行了研究，包括高分辨一维成像，脉冲积累技术，背景对消技术和单元平均恒虚警算法。结合理论仿真和外场实验数据，验证了这几种技术方法应用于低散射目标检测上的可行性。并在论文结尾处，给出了毫米波FOD检测雷达的目标检测思路。