超宽带穿墙成像雷达通过发射一种持续时间极短的脉冲信号穿透非金属墙壁,分析接收到的回波信号,对隐藏在墙后的目标进行非入侵式探测,并对其进行成像。然而,由于墙体的存在,致使这项技术面临许多挑战：1)传统的收发共址,即单发单收(Single Input Single Output, SISO)雷达采用剖面观测方式,造成实时性能和抗干扰能力差、每道数据差异大；2)目标的弱反射信号被墙体的强反射信号淹没；3)墙体参数缺失致使目标成像模糊且位置偏离实际位置；4)传统的墙体补偿成像方法存在计算量过大的缺陷,给实时成像带来不便：5)当目标之间出现互相遮挡的情况时,单一视角的探测往往无法实现对被遮挡目标的成像。因此,本文提出了一套完整的研究框架来解决上述问题,主要研究工作包括：1、雷达信号预处理：首先根据FDTD (Finite Difference Time Domain)原理,对二维穿墙场景进行正演模拟,得到脉冲体制的多发多收穿墙雷达的正演数据。然后,针对雷达反射信号在信号域中的能量信息采用两种信号预处理方法；针对雷达回波信号在空间域的特征信息采用另外两种回波预处理方法。最后,分析这四种方法对分离目标反射信号与杂波(天线之间直达波和墙体反射信号)的效果,并比较它们的优劣。2、墙体参数估计：根据提取的墙体前后表面反射信号的幅值与传播延时差,提出了三种估计算法,实现了对墙体参数(相对介电常数和厚度)的准确估计。3、成像方法：通过分析电磁波由发射天线发射并由目标反射回接收天线的传播过程中的路径,提出了一种快速墙体补偿算法实现了对目标的快速单视角成像。之后,在多视角探测条件下,采用了一种图像融合方法将单视角成像结果融合,实现了对被遮挡目标的成像。