深空探测通过探测行星及小天体的表面和附近大气的星际物质谱线,对宇宙的起源、演变过程进行研究,成为了世界各国关注的焦点。在深空探测的众多目标物质中,探测水和一氧化碳可以帮助了解小行星的基本物质构成,寻找生命存在的基本条件,同时探测水的两种同位素比,也可以确定成岩、成矿物的来源;探测氨气对于研究太阳星云中的氮激发态有非常重要的意义。这些星际物质很多都处于太赫兹波段,所以利用太赫兹频谱仪进行深空探测至关重要。超精细谱线观测的重要性由于一些重要探针谱线的频率间隔非常小而逐渐凸显。研发大带宽、高分辨率太赫兹频谱仪进行精细谱探测成为了必要。在星载太赫兹频谱仪的后端频谱分析技术实现中,采用声表面波滤波器的Chirp变换频谱仪由于其所具有的抗辐射、稳定性高、功耗低等特点,适合于深空探测中应用。本文设计的频谱仪后端系统用于Chirp变换频谱分析技术的研究。根据Chirp变换原理,输入信号与展宽线产生的Chirp信号相乘,然后与压缩线产生的Chirp信号卷积,即可得到其能量谱。而后分别对两种运算形式M(s)-C(l)和M(l)-C(s)进行分析、比较和选取,并根据选取形式对频谱仪的系统总体结构进行设计。实现脉冲压缩有模拟脉压和数字脉压两种方法,通过对比两种方法可知把两者结合起来,即由数字技术产生大带宽Chirp信号,用声表面波滤波器实现脉冲压缩,可以充分发挥两种方法的优势,使得系统性能得到优化。而后,根据国内声表面波滤波器的发展现状提出本文用于对水及其同位素进行谱探测的太赫兹频谱仪后端-Chirp变换频谱仪的主要指标和系统设计方案。其中压缩线选择中国科学院声学所研制的400MHz带宽,10μs色散时间的声表面波滤波器这一模拟方式进行实现;展宽线则通过FPGA控制AD9914芯片产生展宽线所需的大带宽Chirp信号。根据展宽线产生Chirp信号的要求,设计展宽线实现电路,并对DDS芯片进行配置。之后搭建展宽线,在频谱仪中观测到信号满足要求。最后进行系统集成,在待测信号端输入不同频率的信号,在示波器上观察到随输入信号频率移动的脉冲压缩信号,实现了频谱仪的基本功能,带宽为400MHz,频率分辨率为152k Hz。为进一步提高系统频率分辨率,分析了脉冲压缩的匹配条件后,在MATLAB软件中建立了Chirp变换模型,对比了理想模型和实际模型,给出了幅度补偿曲线和相位补偿曲线和补偿后的脉冲压缩曲线。经过幅度补偿和相位补偿后,系统的频率分辨率为108k Hz,有了新的提升,非常接近理论值。