在侦察技术的多样化发展下,物理层信号安全问题越来越受到人们的重视。卫星通信波束范围广,其通信信道具有开放性,通信信号隐蔽性较差,容易被电子侦察截获。传统的抗截获技术主要采用扩展频谱的方式,但随着人们对于低截获概率(Low Probability of Interception,LPI)信号检测问题的研究,传统扩频信号的抗截获能力大幅度下降。因此,仅仅通过对扩频信号本身单一的设计来保证其抗截获性能远远不够,还需要对传输信号进行多方面的设计,提高信号波形在非合作方常规检测算法下的隐身能力。大信号掩盖技术是一种利用强功率、显著参数特征掩盖信道中有用信号的技术,可以增加非合作方截获有用信号的难度,保障有用信号的抗截获性。本文以卫星通信抗截获波形设计与检测技术为研究课题,重点研究基于大信号掩盖技术的抗截获波形设计、大信号掩盖下的抗截获波形同步检测技术以及大信号引入带来的机密信号解调损失问题。本文将大信号掩盖技术与直扩技术相结合,提出基于数据分级的大信号掩盖抗截获波形设计方法和基于大信号掩盖的非平稳机密信号波形设计技术,并仿真验证了所设计波形具有较好的抗盲检测能力,进而获得较好的抗截获能力。针对设计的基于大信号掩盖的抗截获波形,分析了大信号对机密信号同步检测的干扰情况,研究了基于大信号掩盖的弱扩频信号同步检测技术,提出一种基于干扰消除和快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)累积联合处理的全比特频域并行算法,仿真分析算法性能,发现算法可有效抑制大信号对同步检测的干扰。针对设计的抗截获信号,分析合作接收方的接收性能,分析了大信号存在下机密信号的解调损失和机密信号对大信号解调的影响,发现合理设计波形参数可以保证解调损失在可接受范围内。