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脉冲超宽带(ImpulseRadioUltra-wideband，IR-UWB)雷达因具有良好的时间分辨率、较强穿透能力和抗干扰能力等优势，在测距定位、穿墙探测和成像等领域有着广泛的应用前景。在IR-UWB雷达系统设计中，IR-UWB信号采样与检测一直是较难解决的关键技术问题。对于前者，由于IR-UWB信号具有时域极窄、频域很宽的特点，传统高速并行采样方案会因功耗、成本和电路复杂度等问题难以在IR-UWB雷达系统中应用。对于后者，采用极窄脉冲形式的IR-UWB信号在传播过程中极易发生畸变，会导致传统的匹配滤波和能量检测方法失效。本文针对IR-UWB雷达信号的特点和雷达的工作方式开展了以下研究工作：
其一，IR-UWB信号等效采样和重构的研究。根据等效采样思想，提出了将步进延时脉冲应用到IR-UWB雷达系统发射端的等效采样方法，获得了良好的信号重构结果。系统分析了脉冲延时偏差、量化噪声和目标运动等因素对信号重构产生的影响。
其二，IR-UWB穿墙雷达回波的杂波抑制技术研究。根据微动目标回波和环境杂波的不同特性，在回波对消的基础上，针对单目标情况提出了基于滑窗搜索与加权积累相结合的杂波抑制方法，针对多目标情况提出了基于滑窗搜索与二进制积累判决相结合的杂波抑制方法，实测结果验证了两种方法的有效性。
其三，基于IR-UWB信号奇对称模板的指数检测器研究。针对于传统能量检测方法在IR-UWB信号检测中存在的问题，利用IR-UWB信号构造了相关检测的奇对称模板，提出了相应的指数检测方法，推导了指数检测器的判决门限和检测概率。仿真结果表明，在同一虚警概率下，指数检测器具有优于传统能量检测器的检测性能。