目前我国的气象探测所使用的雷达多数为多普勒气象雷达,其发射的电磁波都为常规的单频脉冲波形。由于此波形相对简单,在雷达发射功率固定的情况下,距离分辨率相对其他调制信号的波形较小,并且对于探测速度分辨率和距离分辨率也不能兼顾,对雷达探测气象的发展呈现出一定的局限性。随着雷达技术的不断革新,多调制信号技术也迅速发展起来。与传统的雷达相比,这些新型调制信号雷达可以为雷达气象探测提供更准确的探测信息,对气象雷达的发展有重要的意义。因此,气象雷达的波形优化显得十分重要。本文基于软件无线电理论和雷达探测原理,使用微波模拟信号发生器、频谱分析仪和计算机等仪器构架一个小型雷达系统,实现雷达的探测过程,从信号处理的角度上对雷达波形信号进行分析。本文研究的三种波形信号分别为：线性调频波形信号,13位巴克码编码信号,13位巴克码调制线性调频组合波形信号,这三种信号都是大时宽带宽积波形信号,都需要对其回波进行相应的脉冲压缩处理。相对于传统的单频脉冲信号,这三种信号都有不错的距离分辨率和速度分辨率,并且能兼顾发射能量和探测距离的关系,在气象探测中可以得到更高的气象强度回波信号,使接收机在滤波处理后的信号更加真实、准确。同时也可以计算出更精确的气象强度、距离等一系列参数信息。由于这三种信号的脉冲压缩处理方法以及对多普勒的敏感程度不同,因此在这三种信号的处理过程也不相同,在功率相同的情况下,这三种信号的回波也各有不同,本文分别从多普勒敏感情况以及脉冲压缩处理方法等对其区分比较。对气象探测来说,由于气象探测中存在多普勒效应,因此需要对13位巴克码波形信号进行多普勒补偿处理。而线性调频波形信号和组合波形信号由于对多普勒敏感程度不高,在脉冲压缩处理上可以直接用匹配滤波器处理。由于组合信号的频谱没有零点,在一次脉压加权后的剩余旁瓣为13位的巴克码旁瓣决定,此时旁瓣仍较高,还可以做一次加权处理,处理后的旁瓣特性优于线性调频信号。虽然这三种波形在脉冲压缩处理中都会造成一定的信噪比损失,但是在气象探测中都是可以接受的。本实验所搭建的小型雷达系统是使用Perl和MATLAB语言编程通过计算机对其实现程序的控制,由交换机和交叉网线构成LAN网络系统。本实验对实际降雨进行了一次探测,通过信号源发射波形信号后,由频谱仪接收数据,使用MATLAB等软件处理,整个收发及数据保存处理过程均是由计算机操作控制。