为了满足雷达信号处理日益增长的实时性能要求，需要将雷达信号处理算法应用于多核平台。雷达信号处理的关键计算常用快速傅里叶变换快速实现，因此，多核快速傅里叶变换算法的研究对雷达信号处理性能的提升具有较为重要的意义。多核快速傅立叶变换算法的实现，将促进雷达信号处理算法在多核平台上的进一步应用。本文主要研究多核快速傅里叶变换算法的理论、实现以及在雷达信号处理中的应用。在理论研究方面，以对快速傅里叶变换结构起决定作用的蝶形矩阵作为算法研究对象。首先，分析了蝶形矩阵稀疏因式分解的相关理论。然后，对如何选取能够合理利用计算机结构的算法进行了探讨。最后，扩展到通用层面，利用数学方法归纳分析了算法的多核并行化可行性。在算法实现方面，以基-2快速傅里叶变换的多核实现为例。首先，对算法进行了并行化分析，得出了可行的并行方案。然后，利用MEX文件实现了算法的C++和Matlab混合编程，解决了Matlab无法创建多线程的问题。程序设计中，OpenMP和流单指令多数据扩展（Streaming Single instruction Mutipledata Extensions, SSE）指令分别用于在并行部分创建多线程和实现矢量操作；针对Matlab和C++的复数存储方式的不同，对复数数组的存储方式做了重新安排，提高了缓存命中率；旋转因子采用FSINCOS函数实现，去除了计算中的冗余。在应用方面，将多核FFT算法应用于多普勒波束锐化的脉冲压缩和多普勒滤波中，相比于单线程FFT的同类应用，使用多核FFT的应用取得了较好的性能。