雷达通过发射和接收电磁波进行目标探测和定位，是防空警戒、战场信息感知、火力指挥控制的重要装备。现代高科技战争条件下，敌我双方围绕电磁频谱使用权和控制权展开激烈对抗，雷达等使用电磁频谱的装备战时生存能力受到威胁。低截获概率(LPI)技术是提升雷达战时生存能力的重要手段。从雷达系统总体设计的角度出发，我们可以采取的LPI措施包括低副瓣天线技术、低峰值发射功率技术、复杂调制波形技术以及高增益信号处理技术等。　　论文主要讨论一种具有良好LPI特性和抗干扰性能的基于复杂调制波形的新体制雷达——正交频分复用(OFDM)雷达关键技术，主要内容包括OFDM雷达信号分析、设计、处理以及毫米波OFDM雷达实验系统研制和外场实验结果分析。本文主要工作和创新点如下:　　1、研究了OFDM雷达的信号特性。首先，分析了OFDM雷达发射信号的频域特征及其子载波正交性。然后，讨论了OFDM雷达发射信号峰均比与调制码字的关系，重点研究了伪随机二相编码(PRBC)和多相编码(MPC)序列作为调制码字时，OFDM雷达发射信号的峰均比变化曲线。仿真表明，以巴克码和m序列为代表的PRBC-OFDM信号具有较低的峰均比，且峰均比变化曲线随着子载波数的增加缓慢上升，因此该信号可以用于雷达发射信号。仿真还表明，具有类线性调频相位特性的MPC-OFDM信号峰均比更低，且峰均比随着子载波数的增加略有起伏，最小值约为2.1dB，因此该信号可以用于雷达发射信号。　　2、研究了OFDM雷达的旁瓣特性。首先，给出了OFDM雷达回波信号模型，并分析了该模型的适用条件。然后，研究了OFDM雷达信号的模糊函数，讨论了模糊函数旁瓣特性。分析表明，当归一化多普勒频率取整数时，OFDM雷达周期模糊函数的旁瓣与调制码字模糊函数的旁瓣相似;当归一化多普勒频率取非整数时，旁瓣呈现随机分布特点。接着，在研究多周期模糊函数的基础之上，提出了一种抑制随机旁瓣的信号处理方法，它能够有效地抑制非整数归一化多普勒频率处的随机旁瓣。最后，推导OFDM雷达的匹配滤波器输出特性，分析表明，脉冲体制OFDM雷达匹配滤波器输出旁瓣具有随机分布特点，并提出了采用脉间调制码字捷变和脉间相参积累的信号处理方法，可以消除脉冲体制OFDM雷达匹配滤波器输出的随机旁瓣。　　3、研究了OFDM雷达的回波信号频域处理方法。首先，针对脉冲体制OFDM雷达回波信号，提出一种基于逐级延迟的频域相关处理算法。该算法将时域回波信号经离散傅立叶变换(DFT)后与参考码字相关等操作，在频域实现脉冲压缩处理，有效地克服了OFDM雷达回波信号时域相关处理时的多普勒敏感问题。紧接着，我们提出一种计算有效的分段处理算法，该算法避免对每个样点重复计算，在容忍一定信噪比损失条件下，极大地降低了计算复杂度。然后，针对周期连续波体制OFDM雷达回波信号，提出一种基于两级DFT的频域处理算法。该算法将第1级DFT的结果与参考码字移位相乘，得到距离频率信号;再经过第2级DFT处理，得到脉冲压缩结果。与前两种算法不同，它不但同时具有多普勒不敏感性和低的计算复杂度，而且不存在信号处理损失。最后，研究脉冲体制OFDM雷达回波信号距离单元走动问题，并使用Keystone变换算法进行校正，显著地提高了脉间相参处理增益。　　4、研制了毫米波OFDM雷达实验系统并开展外场实验。首先讨论了毫米波雷达系统构成，给出毫米波收发前端方案和指标特性。接着提出一种OFDM雷达信号产生方案，设计并实现该信号产生平台，并给出该平台的测试结果。然后，比较了几种数字接收机方案，提出了OFDM雷达接收机实现方案，设计并实现了该接收机硬件平台。最后，结合外场实验结果，对比分析本雷达系统平台上不同发射波形的目标探测性能。