和普通的基波雷达不同,谐波雷达接收信号的频率为其发射信号频率的二次或三次谐波。因此对于谐波雷达而言,具有谐波辐射特性的非线性目标是有效目标。金属结具有的谐波辐射主要为三次谐波,因此金属结也是有谐波雷达的有效目标。本文以探测金属结为背景,对三次谐波雷达展开研究工作。首先研究了谐波雷达的工作原理,非线性目标以金属结为例,研究了金属结的谐波辐射特性,建立了金属结的辐射模型,并在此基础上建立了谐波雷达方程,主要研究了谐波雷达截面积和作用距离。接着讨论了各种常用雷达体制针对谐波雷达的优缺点,研究了谐波雷达的体制、系统组成以及信号指标等,并讨论了谐波雷达系统设计的关键技术,主要包括提高系统发射机的抑制谐波能力和对典型目标的谐波测试。随后研究了谐波雷达的数字接收机以及信号处理部分的设计和实现,对数字接收机和信号处理部分的设计都分析了信号,进行了Matlab的仿真,验证了设计的正确性,并且都在OuartusⅡ平台上进行了谐波雷达的数字接收机以及信号处理部分的硬件实现,验证了设计的可行性。本文最后对信号处理算法在频谱校正、多周期和多目标处理上做了改进,并进行了Matlab仿真,可以成为今后研究的发展方向。