张汉华，梁福来，宋 千

(国防科学技术大学电子科技与工程学院， 长沙410073)

0 引言

地表穿透雷达(Ground Penetrating Radar，GPR)利用电磁波在地表媒质电磁特性不连续处的反射和散射，实现对浅表层的成像、定位，进而定性或定量地辨识地表中的电磁特性变化，实现对表层下目标的探测。20世纪60、70年代，等效采样技术和亚纳秒脉冲产生技术的发展，从技术角度加速了GPR的发展。随后，该技术在市政工程、考古、地质、探雷等方面广泛地应用起来［1-5］。早期的GPR系统一般采用冲激脉冲体制，然而，随着探测要求的提高，冲激体制GPR碰到越来越多的瓶颈，如:带宽和时宽的矛盾、超高的瞬时带宽对电子器件的要求等等。随着微波技术、数字信号处理技术、大规模集成电路技术以及频率综合器件水平的发展，步进频率体制凭借着独特的优点开始崭露头角，并迅速出现在雷达的各种应用领域［6］。目前，多款基于步进频率体制的超宽带GPR系统已研制完成并投入使用［7-12］，如:南非开普敦大学的Mercury-A和Mercury-B雷达，美国PSI公司的FLGPR系统和SRI研究所的FLGPSAR系统等。国防科学技术大学将超宽带SAR技术引入GPR领域，在理论研究和系统研制上取得了一系列进展［13-16］。由于GPR需要工作在低频段，绝对带宽要求比较大，射频干扰较为严重，因此，收发系统的设计与实现成为低频超宽带步进频率GPR系统开发的关键技术之一。本文面向低空探地应用，着重讨论了超宽带脉冲步进频率雷达收发系统的参数设计、信号源的设计实现以及收发系统射频凹口的设置和修复，最后用一维距离像的拼接结果验证了低空无人机载收发系统的整体性能。……