南极冰盖是全球气候环境变化最好的记录载体，冰盖的扩张与收缩是影响全球气候变化的重要因素之一。探冰雷达是冰盖厚度探测、冰下地形调查等最有效的手段之一，它具有冰下穿透能力强、冰层分辨率高以及测量灵活、高效等优点。本文的主要研究内容有宽带相干探冰雷达系统研究、雷达主控系统的设计与实现、雷达数据成像和处理等。　　论文的主要工作和创新性贡献如下:　　(1)基于损耗介质电磁波传播理论，结合南极冰盖冰的电磁特性，对探冰雷达系统参数进行了分析和计算，并对宽带相干探冰雷达系统的总体方案进行了分析设计。　　(2)针对南极冰盖外场试验对探测设备小型化、低功耗的需求，利用自上而下和硬件模块化、软件固件化的设计思想，设计并实现了基于FPGA的探冰雷达主控系统。　　(3)深入分析研究了探冰雷达数据预处理的方法，并对实测数据进行了处理，总结了各种方法的优缺点和适用范围。　　(4)深入研究了目前最新的高维函数特征表示方法—Curvelet变换，首次将Curvelet变换引入探冰雷达数据处理领域，并进行了深入的研究和探索。结合波场在Curvelet域的特性以及Curvelet在地震资料处理中的实际应用，提出了基于总变分的Curvelet域探冰雷达数据降噪方法，实验结果证实了本方法的有效性。拟合了连续可导的新阈值函数，新阈值函数表达式简单、易于计算且连续可微，并且功能上与软阈值函数相似。提出了基于阈值神经网络的Curvelet域探冰雷达数据降噪方法，结合阈值神经网络模型，通过基于SURE无偏估计的网络学习，自适应获得最优化阈值。实验结果证实了本方法的有效性。　　(5)提出了基于总变分和Split Bregman的自适应探冰雷达数据降噪算法，所提算法能有效的去除噪声，且具有较快的计算速度，适合探冰雷达数据实时处理显示。