无人机的快速发展给人们日常生活带来方便的同时,也带来了许多安全和隐私方面的忧患,甚至可能造成重大安全事故。在此背景下,对无人机的全天侯实时探测和跟踪成为一个热点研究领域。本文基于LFMCW相控阵体制,重点研究了对小型无人机目标进行探测和跟踪的关键技术。完成了信号处理硬件研制和软件调试,以及雷达的外场试验来验证,证明该体制对无人机探测的有效性。主要工作可划分为四个部分:1.介绍雷达信号处理系统的设计方案。首先对雷达系统架构做了简要介绍,给出了本文采用的时间调制相控阵体制的结构设计,分析了LFMCW两种调频体制对称三角波和锯齿波的优缺点以及测距、测速原理,根据雷达监控无人机的应用场景确立了系统信号处理方案。针对雷达测角模糊问题,提出采用相位和-差法来解模糊,最后本系统为利用相控阵优势,采用两种搜索跟踪模式TWS和TAS来完成多目标的探测跟踪。2.根据雷达信号处理系统的总体设计方案,设计基于ZYNQ架构的LFMCW相控阵雷达信号处理硬件平台,并详细介绍了该ZYNQ架构的信号处理系统平台各部分硬件设计,包括其数据采集、数据存储、通信等电路设计。3.介绍本文雷达信号处理系统整体的信号处理流程,并对信号处理流程中所涉及到的算法进行了仿真验证,包括MTD算法、恒虚警算法、二维FFT测距测速算法等。针对恒虚警（CFAR）算法中强杂波干扰,为提高目标检测概率,提出了采用二维CFAR算法进行检测处理,采用质心法的凝聚算法和Kalman滤波算法,实现了消除目标点迹中的野值点和规整目标点迹,完成对下一时刻目标参数估计。4.利用整个雷达系统进行了外场实验验证,并进一步测试此系统时间调制相控阵的TAS和TWS两种工作模式,测试其对多目标的精确搜索跟踪功能。测试结果表明,设计的LFMCW相控阵雷达信号处理系统可以实现对多个目标的探测搜索以及目标跟踪,满足设计要求。