近年来,超宽带探地雷达在军事和民用领域都得到了广泛的应用,这得益于超宽带探地雷达具有频谱分布较宽、穿透能力强、抗干扰性能好、结构轻巧简便、易于操作等优势。随着人们对超宽带探地雷达的探测分辨率的要求日渐提高,雷达系统中的信号发射机,即脉冲信号源不断得到改进和完善,其脉宽的设计从纳秒级别发展到亚纳秒级别。本文就双极性亚纳秒级脉冲信号源的研制,做了如下工作:首先是对各阶高斯信号的波形函数及其频谱分布进行了分析,其中一阶高斯信号波形不含有直流成分、正负双极性且电路制作简单,因此将一阶高斯脉冲信号作为本次设计的发射波形,并对实际电路测试得到的高斯上升沿和指数下降沿的脉冲波形进行了介绍。接着介绍了几种超宽带脉冲信号的产生方法,经过对比项目指标要求和电路优缺点,选择了基于雪崩三极管的Marx电路作为时域脉冲信号产生的技术途径。随后研究了雪崩三极管的雪崩倍增效应及其三种导通方式,在对Marx电路的充放电结构进行介绍之后,理论计算了基于雪崩三极管的Marx电路主要器件参数,并分析了级数和储能电容对Marx电路的影响,为后续的仿真提供了理论依据。第四章为Marx电路的仿真计算部分,在Marx电路仿真之前,先进行了对雪崩三极管选型和微带线杂散参数计算的准备工作,随后在PSPICE软件中搭建加入微带线的Marx电路仿真模型,将仿真得到的零阶高斯信号通过锐化电容法对脉冲宽度进行了压缩,利用串联小电感对脉冲波形的畸变进行了改善和优化。还介绍了几种产生一阶高斯脉冲信号的方法,通过进一步在仿真模型中加入设计好的RC微分电路,成功将零阶高斯脉冲信号整形为一阶高斯脉冲信号,为后续的电路板制作提供了可靠依据。最后依据理论和仿真计算结果,对基于Marx电路的脉冲信号源实物进行了加工制作和实验测试,随后将实验测试得到的脉冲波形与仿真软件计算出的波形指标进行了对比和分析,实验测试得到的双极高斯脉冲信号幅度为215V,脉冲宽度仅为260ps,上升沿为150ps,波形平坦,正、负极波形较为对称,并简要分析了测试波形产生时间抖动和拖尾信号的原因,并对降低抖动和改善拖尾信号提供了解决方案。