穿墙探测,是穿透障碍物对目标进行定位和追踪的重要手段。在军事、救灾、反恐、警戒等领域,穿墙探测雷达都占据着极为重要的位置。目前穿墙雷达多采用超宽带体制,该体制雷达具有抗多径效应强、分辨率高、传输速率快和穿透性强等优点,缺点则多集中在电磁兼容和匹配等问题上。本论文基于超宽带冲激脉冲体制设计了一款穿墙雷达。在设计过程中,笔者对穿墙模型的衰减进行了仿真,计算了各个模块的指标,进行了指标分配,并根据分配的指标设计了穿墙雷达发射机、接收机和控制系统的硬件部分。本论文主要对以下几个方面进行了研究:1、研究了超宽带脉冲的穿透墙体传播特性。对不同频率下的电磁波透射钢筋网格和墙体进行了建模仿真,分析了电磁波穿透墙体的谐振与衰减特性,并对电磁波于不同厚度墙体中的衰减进行了研究。而后根据穿透性、分辨率和系统指标等需求,将穿墙雷达的工作频段选择在1.5 GHz~4.5 GHz。2、给出了穿墙雷达的总体设计方案。将穿墙雷达分为发射机、接收机、控制模块和天线几个系统。研究了不同脉宽的冲激信号时域与频域波形,给出了冲激脉冲径向分辨率和方位分辨率的计算公式。3、设计了穿墙雷达的发射机系统。根据雷达方程和墙体衰减确定了发射的脉冲功率,对混频器三个端口信号进行了仿真,并根据工作频带和发射脉冲功率设计了发射机的硬件电路。在发射机的设计过程中,详细研究和分析了冲激脉冲源的电路设计。最后给出了发射机的版图。4、设计了穿墙雷达的接收机系统。对接收机噪声和灵敏度进行了计算,并根据目标回波信号的功率和ADC采集所需功率,设计了穿墙雷达接收机的硬件电路。其中,对I/Q解调和切除直达波的快速开关部分进行了重点说明。最后给出了接收机的版图。5、研究了穿墙雷达的控制系统。详细分析了ADC性能指标并对其进行了计算,研究了ADC指标对接收系统的影响,并给出了其等效采样电路。而后对控制系统的硬件部分进行了设计。研究了Balun,FPGA和USB等器件的选择,并对其时序和波形进行了仿真和分析。