导波雷达物位计是一种基于时域反射(Time-Domain Reflectometer,TDR)原理的高性能仪表,广泛应用于化工等领域物位高度测量。但国内自主研发的产品在精度、分辨率等方面与国外相比存在较大差距,所以研制出高性能、低成本的导波雷达物位计具有实际意义。首先,分析了该测量系统相关的传输线理论及其反射系数。并论述了系统测量原理、提出整体设计方案。其次,论述了脉冲发射电路设计。对比几种高速脉冲产生方式后选取雪崩三极管BFP420产生发射脉冲信号,并给出其雪崩发生过程及脉冲产生电路。使用Advanced Design System(ADS)仿真论证脉冲产生电路中元件参数对输出脉冲幅值、宽度的影响及输入信号经过RC微分电路后触发雪崩三极管的原因。再次,论述了回波信号处理设计。在等效采样的基础上提出类等效采样原理,该方式可降低系统设计难度、成本。选取FPGA控制AD9500实现100ps步进延时,延时信号经过相关电路后得到打开四管采样门的采样脉冲序列。然后用ADS仿真论证类等效采样电路的可行性,并使采样后信号通过快速比较器AD9698和单稳态触发器SN74LS123后得到微处理器容易检测的方波信号。最后,分析了制作PCB时降低信号质量的信号完整性(Signal Integrity,SI)问题并提出相应改善措施;给出了PCB中重要信号的测量结果并做出说明。仿真及测量结果显示,发射脉冲电路可得到下降沿750ps、幅值1V左右脉冲信号;AD9500延时后可得到的100ps步进采样脉冲序列,使类等效采样后回波信号在时间轴上拉伸4000倍且保留幅值信息,可实现高速信号极小时间差的测量。