近年来,道路损害的问题越来越严重,如何在不破坏道路结构、不影响车辆正常行驶速度的前提下,快速准确地获取路面和路面下的信息,从而掌握道路的质量和寿命周期,显得尤为重要。但目前国内外可用于道路检测的探地雷达系统,由于采样方式、采样率、脉宽、天线、笨重的机械结构等方面的限制,不能完全满足高速检测的要求。本文以克服这些缺陷为目标,设计开发了一套基于TIADC技术高分辨率探地雷达系统,具体工作包括:(1)基于雪崩三极管的开关特性设计了一款UWB脉冲生成电路,根据实际测试,该电路产生的脉冲信号宽度为2ns、信号幅度为11V。(2)为了解决传统TIADC失配误差等问题,本文基于TIADC技术提出了一种改进型数据采集系统。通过FPGA控制多相时钟选通,驱动高速ADC芯片实现对同一模拟信号的并行交替采样,将采集到的数据缓存在FIFO进行重组。采集系统以FPGA为核心,控制系统中各部分工作,包括SPI接口增益控制、多路采样时钟选通、数据缓存存储实现、UDP传输以及高速ADC控制,实现了探地雷达数据的采集、缓存和传输,通过UDP协议将采集到的探地雷达数据传输到计算机中后,可对保存的数据进行处理与分析,同时设计了基于QT的探地雷达界面显示,便于观察采集数据回波信号波形。(3)设计并制作了一种300MHz～2GHz的Vivaldi天线。测试结果表明,Vivaldi天线回波损耗优于-10d B,辐射效率最高可达到99%,天线的回波增益最高可达到9.2d B。基于上述技术,本文完成了整个GPR软硬件系统设计,包括UWB脉冲信号发生器、数据采集系统、天线、FPGA控制系统、上位机。实验结果表明本文设计的探地雷达系统具有高速探测目标体的能力,探地雷达系统采集回波数据所需时间仅为800ns,等效采样频率为5GHz,满足快速收集地下介质信息的需求。