探地雷达是一种通过利用地下介质的不连续性来探测地下目标的有效工具。由于探地雷达具有探测速度快、探测过程连续、操作方便灵活、分辨率高、不损坏被探测目标等特点,使其在国防、公安、公路、铁路、桥梁、隧道、机场建设、及探矿、地质考察、考古等方面得到了广泛应用。对探地雷达信号处理的研究是探地雷达发展的重要方面。无论采用何种方法进行探测,如果不借助信号处理的技术,目标的探测和识别率都不高。与中深层应用的探地雷达相比,探测浅地层的探地雷达的研究时间短,浅地层探地雷达信号处理技术还不成熟。而在浅地层探测中,地雷等浅埋小目标的探测对信号处理方法提出了更高的要求。本文的目的是研究无载波探地雷达埋地小目标信号处理算法的实现及应用。主要研究了埋地小目标的自动检测与定位,提高探地雷达的空间分辨率及合成孔径成像等方面。针对这几个研究对象,本文的主要工作及创新点如下所述:1.讨论了多种探地雷达信号处理的方法。提出了一种对埋地小目标进行自动探测的新方法。根据回波特点和双曲线特征对探地雷达回波剖面图进行逐层剥离的处理,从噪声和杂波背景中剥离出目标回波信号。2.研究了回波双曲线拖尾产生的原因及其对探地雷达对地探测分辨率造成的影响。详细研究了拖尾的特性,提出了一种基于相关性进行拖尾识别的新算法,去除了目标拖尾,显著提高了探地雷达的空间分辨率。3.在目标自动探测和拖尾识别之后,基于最小熵波速估计算法,详细研究比较了波前成像算法以及后向投影合成孔径成像算法,对目标进行精确定位。4.利用大量仿真和实测数据对所提算法进行了验证,证明了所提方法的工程有效性。此外,本文还讨论了电磁波在土壤中的传播,探地雷达的基本原理与体制等内容,并对探地雷达信号处理方面的进一步研究内容进行了展望。