雷电监测与预警系统在电力,国防安全,林业,能源安全,航空,航天,通信与信息,公共安全及气象等行业发挥着关键的作用,基于这样的背景和实验室项目的相关要求,本文重点分析了雷电发生时甚高频段电磁脉冲辐射的特征,在此基础上进行雷电探测系统的设计与实现。为了设计出性能优良、效率高、冗余数据量低、硬件资源占用少的雷电信号实时检测单元,有必要对完整雷电过程中的电磁脉冲特征进行深入分析。本文首先设计了甚高频段雷电信号的连续的采集系统,分析雷电信号短时能量统计特性,原始雷电脉冲辐射特征,从而统计出雷电的发生频次,持续时间以及脉冲辐射大小等等。为雷电探测站系统设计时选择硬件型号﹑资源分配﹑数据处理速率﹑缓存大小以及数据传输速率等等提供切实的指导依据。本文主要进行甚高频段雷电探测数字处理单元的设计,包括模拟数据接收,阵列通道一致性校准,高速数据采集,数字下变频,雷电信号检测以及多类数据组帧﹑融合﹑传输等功能的实现。同时,重点分析了采用MUSIC算法和相位干涉仪算法估计信号的来波方向时的系统需求与资源消耗。在深入理解了FPGA与DSP﹑FPGA与SDRAM﹑FPGA与PCI9054等等各个硬件接口特点后,对数据传输进行模块划分和功能验证,在利用QUARTUS进行实现时,对每个模块进行了详细的逻辑设计和分析说明,并借助相关的仿真工具完成了各个模块以及整个系统的功能仿真和验证,达到设计的总体要求。最后利用实际硬件环境对所设计的系统进行测试,实验结果表明,根据本文的设计方法能够较好的定位信号的来波方向,从而确定其发生的空间位置,可进一步应用与雷电探测系统的实际系统中。