天波超视距雷达(OTHR)通常工作在高频波段,频率为3~30MHz。由于天波超视距雷达工作原理是通过电离层反射达到远距离探测目标的目的,所以它具有探测距离广、覆盖范围大、反隐身能力强、预警时间长的优势。军事上主要用于对巡航导弹、低空飞行器以及构成威胁的海上舰队进行早期预警和侦查。由于高频电磁波会与海浪各次谐波产生Bragg效应,天波超视距雷达在民用方面也可以被广泛的用于对海态的遥感,对海风和洋流等海洋现象进行监测。然而由于天波超视距雷达工作的高频段目标特性和传播特性非常复杂,因此必须采取许多特殊的信号处理方法才能有效地增强抗干扰能力,提高目标检测的能力,从而充分发挥其性能优势。本文主要研究一些天波超视距雷达中目标检测和瞬态干扰抑制的信号处理方法。首先,从理论上分析了天波超视距雷达通常所使用的线性调频连续波下方位-距离-多普勒三维目标检测的基本原理,得到了实现目标信息检测的工程方案,为整个信号处理模型的建立打下基础。另外,对天波超视距雷达中用于方位检测的DOA估计以及一些相关理论方法进行了详细的分析,得到了针对天波超视距雷达的DOA估计工程方案并进行了计算机仿真。然后,针对天波超视距雷达回波信号中存在的瞬态干扰,提出了两种检测方法——门限检测方法和小波检测方法,对相关的理论进行了阐述,并通过仿真实验对其性能进行了分析。对于已检测出的瞬态干扰,提出了通过计算AR参数和使用线性预测模型对回波中瞬态干扰进行抑制并恢复出有用信号的方法,给出了处理后的仿真结果,验证了算法的性能。最后,采用了ADSP-SHARC 21160 DSP处理器,进行了天波超视距雷达瞬态干扰抑制和目标检测的数据处理试验,得到了硬件实验的结果。