脉冲多普勒雷达是一种基于多普勒效应来检测目标的全相参体制雷达,能够完成对雷达回波脉冲串频谱单根谱线的多普勒滤波,在强杂波背景下具有优越的检测能力,因此已被普遍应用于国防、航空、航海、气象、遥感等众多领域。本文首先介绍了脉冲多普勒雷达的基本原理、信号处理关键算法,根据数字正交采样系统原理确定了具体的数字采样方案,并结合“X波段船舶导航雷达信号处理板”硬件平台,利用FPGA完成了回波采样、数字下变频与EMIF接口通信等模块设计。然后,针对脉冲多普勒雷达正交采样系统与关键算法模块,通过MATLAB、Modelsim等软件进行了仿真分析和实验测试,测试结果证明了正交采样模块的可行性。其次,利用基于多核DSP的硬件平台对信号处理关键算法进行了程序设计,主要包括脉冲压缩、数据重排、MTD、CFAR等,在分析算法耗时原因后,针对脉冲压缩、数据传输等复杂处理提出了优化改进方法,完成了关键算法的验证工作。最后,针对传统信号处理流程中高速目标脉压包络的距离徙动,详细分析了Keystone变换与Radon-Fourier变换的距离校正原理与优缺点,分别提出了一种Keystone变换模糊数寻优准则与一种基于盲速旁瓣的Radon-Fourier变换快速实现方法,实现了在算法性能、运算复杂度等方面的有效改进,并通过仿真证明了算法可行性。