超宽带穿墙探测雷达(UWB-TWDR)能够探测被障碍物遮挡的目标及其各种特征,在城市巷战、反恐斗争、公安防暴、灾害救援等领域上都有着重要的应用。其成像技术很大程度上提高了雷达系统的可辨识性和适用性,能够获得比定位更丰富的目标信息。本文主要研究了UWB-TWDR的回波信号处理及其成像方法。在平均对消抑制直达波方法的基础上提出自适应对消抑制直达波方法,通过仿真验证了该方法能够适应墙体表面的起伏变化。根据UWB-TWDR中射频干扰信号(RFI)的特点,提出基于MSE准则和基于小波变换的RFI抑制算法,实验比较得出基于MSE准则的中值滤波算法的抑制性能是最优的。为进一步提高雷达系统对目标的识别能力,本文提出了UWB-TWDR的三维相干成像方法,以实现对墙后目标物体的三维成像,在成像结果中显示出目标的高度。仿真验证了该方法的正确性,并定性分析了墙壁参数的估计误差对墙后物体成像产生的影响。最后在二维非相干成像的基础上提出了UWB-TWDR的三维非相干成像方法。