探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为一种无损探测技术,已被广泛应用到地质探测、考古、水利等研究领域。频率步进连续波(Stepped Frequency Continuous Wave,SFCW)探地雷达因其较高的动态范围和较强的射频抗干扰能力等优点,在探地雷达领域受到广泛关注。随着应用需求的进一步推动,GPR不断朝着多通道、多波段、高分辨率和高运行效率的方向发展。但是SFCW体制GPR每个频率载波必须顺序的产生、发送和接收,需要较长的时间来完成全频谱扫描,影响了GPR系统的高效性。另外,在实际工程应用中,收发天线距离地面较近,来自地面的反射波要远远大于目标回波。在这种强地面杂波情况下,GPR的重建算法性能会急剧下降。针对上述问题,本文展开了以下研究工作。通过分析正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的基本原理并结合SFCW体制探地雷达的特点,提出了OFDM体制的探地雷达模型。随后具体分析了该体制GPR系统的主要参数以及信号处理方法。与SFCW体制相比,OFDM体制的探地雷达可以同时发送和接收多个载波信号,因此能有效提高GPR的运行效率。通过分析OFDM体制的收发信号的特点,采用信道估计的方式来获取目标的距离信息,并在仿真实验中证明这一方法的可行性。为了进一步提高OFDM-GPR系统的成像速度,将压缩感知(Compressed sensing,CS)技术结合到其中,减少了信号传输所需的子载波数量,从而提高了OFDM-GPR系统的采集速度。通过仿真实验CS成像实验,验证了OFDM-CS的探地雷达的可行性。在分析了经典杂波抑制技术的基础上,并针对OFDM系统抗干扰能力强的特点,提出了一种基于最小二乘估计的频域杂波抑制算法。最后通过仿真实验,证明了该算法能有效的抑制强地面杂波的干扰,恢复出目标信息。