超短波、微波信号照射到对流层时,会发生散射现象,利用对流层的这个特点,可以解决对雷达信号进行超视距侦收的难题。本文首先分析了对流层散射的理论和特性,将外军某型舰载预警雷达作为目标,分析了该目标发射信号的特点,仿真了目标信号经对流层散射到达接收机的损耗以及发生多径效应时的信号波形。其次,为解决散射信号损耗大的问题,提出使用数字信道化接收机,并对数字信道化接收机的关键技术(多相滤波和短时傅里叶变换)进行了研究和仿真,目的是为后续的来波方向估计提供较高精度的测频结果。最后,根据多径效应造成信号衰落的特点,提出了两种克服多径效应的方法。第一种是利用小波变换的奇异性分辨多径信号,这种方法对信噪比要求比较高,而且只适用于单载频信号。第二种方法的思路是首先使用超分辨来波方向估计技术,求出多径信号的来波方向,然后使用数字波束形成(DBF)技术,只接收其中一路信号,而将其他多径信号进行抑制,以此方法克服多径效应。其中研究了两种解相干信号的来波方向估计算法,一种是基于传统来波方向估计算法(多信号特征算法、旋转不变性子空间算法)的空间平滑算法,针对多径信号数目未知和相关系数高的特点,这种传统算法不能准确估计多径信号来波方向,本文采用加权子空间拟合(WSF)算法,研究WSF算法的实现方法,仿真证明这种算法在未知信源数目的情况下估计相干信号的来波方向具有良好的鲁棒性。关于波束成形技术,本文研究了传统的移相DBF技术和自适应DBF技术,多径信号相关系数高的特点给自适应DBF带来了困难,基于最小方差无失真响应准则(MVDR)和基于线性约束最小方差准则(LCMV)的波束形成器对信号相关系数不敏感。仿真证明MVDR准则对于抑制多径信号有很好的效果,但是MVDR准则具有自我归零问题,本文采用基于线性约束最小方差准则(LCMV)的波束形成器,LCMV准则较好地解决了MVDR算法的自我归零问题。