本课题是在国家自然科学基金项目（编号：41776199）“基于FMCW冰雷达的中山站至昆仑站区域冰盖浅层积累率时空分布特征研究”的资助下，针对专用于南极冰盖的FMCW探冰雷达信号处理以及数据处理的分析研究。
　　南极冰盖是地球系统的重要组成部分，在全球气候系统中起着关键的作用。冰盖浅层冰雪积累率作为冰盖冰物质平衡的重要输入项，在反演地球古气候变化及预测冰盖对未来海平面变化的影响等研究中至关重要。利用调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）雷达可以获得冰盖内部不同层位发射信号的变化，从而提取出冰盖等时层信息，反演出浅层积累率。目前基于探冰雷达对东南极冰盖内部形态的探测研究比较缺乏，通过超高分辨率FMCW雷达系统对冰盖浅层结构进行探测以及之后的数据处理和分析具有重要的科学意义。
　　本课题主要针对FMCW探冰雷达的信号处理和数据处理两部分内容开展。信号处理主要从FMCW雷达的硬件设计入手，探讨浅层探冰雷达系统硬件设计方案，并重点研究扫频信号产生部分和中频信号处理部分的设计。数据处理主要从我国南极科学考察的探冰雷达数据入手，以Matlab和Reflexw软件为基础建立高精度的滤波体系和数据处理方法，并引入新设计的多尺度学习型字典去噪算法，揭示冰盖内部等时层结构。本文的主要研究工作如下：
　　首先，结合国内外探冰雷达研究动态，确定FMCW浅层探冰雷达系统的总体设计方案；结合南极冰盖现场考察环境，确定出雷达系统的设计参数和技术指标；分析电磁波在冰层的传播特性和FMCW雷达探测冰盖的原理，进一步探讨出重要的波速-深度关系，给出与南极现场环境匹配的平均波速值，确保雷达系统的实用性和合理性。
　　其次，超宽带、特高频信号源的设计是探冰雷达系统设计的难点，详细探讨了FMCW雷达系统扫频信号产生部分的设计方案，对信号源的各部分结构进行选型与设计。为了提高信号源的线性度，设计出VCO的调频线性度校正方案。完成了微带低通滤波器和带通滤波器的设计，并借助ADS软件完成仿真和后续测试。中频信号处理部分是雷达系统的重要组成部分，按照级联顺序分别设计出各部分电路，并借助Multisim软件完成电路仿真测试。
　　最后，为了更好地解决雷达信号中的杂波和噪声问题，提出基于多尺度学习型字典表示的探冰雷达图像去噪算法，提高雷达图像的峰值信噪比，保留雷达图像的边缘轮廓信息。设计出完整的浅层探冰雷达数据处理流程，集成与开发了数据处理专用软件，降噪获取有用数据。依托中国第32次内陆队考察获得的雷达数据，解译雷达图像并获取冰盖内部等时层结构，为分析东南极冰盖物质平衡及其演化提供数据参考。