建筑物施工和使用过程中,会在内力和外力作用下产生变形,一旦变形量超过临界值就会有整体坍塌的危险,因此需要对建筑物变形程度开展及时有效的监测。雷达测量技术与传统方法相比具有抗干扰、高精度、非接触等优点,但现有雷达主要应用于远距离测量环境,不适合在空间较小的建筑物内部使用。为此,本文针对短距离变形监测场景的实际需求,提出一种地基毫米波MIMO-SAR变形监测雷达方案。本文设计的变形监测雷达工作于毫米波频段,发射宽带调频连续波信号实现距离向高分辨率。多输入多输出雷达利用多个发射和接收天线构建等效虚拟阵列,增加阵元个数得到更高的角度分辨率。合成孔径雷达仅使用单个发射和接收天线,通过连续运动构建合成孔径实现对大范围区域的扫描,得到较高的角度分辨率。本文结合两种雷达体制,实现收发通道数量和单次扫描时间的平衡,在方位向和俯仰向分别构建虚拟孔径与合成孔径,实现对监测区域的三维成像。利用相位干涉测量技术,根据不同时刻目标的相位变化计算该目标在雷达视线方向的变形量。采用多芯片级联雷达方案突破单芯片性能限制,有效提升收发通道数量实现高分辨率成像。根据设计方案建立的雷达原理验证样机由毫米波级联雷达、微控制器、直线滑台模组和上位机数据处理软件组成,拥有12个发射和16个接收天线,工作于77GHz毫米波频段,发射3GHz带宽线性调频连续波。雷达样机的测试结果表明:不同收发通道间存在频率、相位和幅度失配现象,对回波数据进行校正能够有效消除因失配造成的虚假目标现象。雷达距离分辨率为0.054m,方位角分辨率为1.78°,俯仰角分辨率为1.88°,三个维度的分辨率均接近理论值,说明雷达具有较好的成像能力。对不同距离、方位、俯仰和形状的角反射器阵列进行成像,成像结果的三维坐标与实际位置不超过两个分辨单元。利用滑台运动模拟监测目标产生的微小变形,单个测量周期内的最大绝对误差为0.0597mm,说明雷达在模拟场景下能够实现优于亚毫米级的变形测量精度,验证了本文提出的地基毫米波MIMO-SAR变形监测雷达方案有效性。