在低空多径环境中,多径相干信号严重影响雷达对目标的探测性能,此时,传统波束形成接收算法与超分辨子空间类参数估计算法性能迅速下降甚至失效,对相干多径信源无法进行有效接收和分辨。许多现有方法对多径信号进行抑制分离,大量多径抑制的算法被提出。但是,如果多径信号中的目标信息被更深层次的挖掘和利用,那么,雷达性能则将进一步提升。因此,有必要对多径利用雷达的相干波束形成方法和目标参数估计算法进行研究。1.建立了多径环境下回波信号的几何模型和信号模型,系统总结了镜面反射机理和漫反射机理,研究了目标回波模型及回波信号幅度与各参数之间的关系。2.针对多径效应下目标波束形成器性能下降的问题,利用多径相干信号的来波信息,研究并提出了两种利用多径信息的相干波束形成方法。第一种方法通过约束多径衰减系数求得最优加权向量,然后进行自适应波束形成,提高了直达波分量的能量及回波信噪比;第二种方法通过对回波信号分别向直达波和反射波方向做斜投影,进行信号滤波,然后分别进行常规波束形成,充分利用了直达波与反射波的能量。和现有方法相比,这两种方法都被理论与实验所证明,对解决多径相干信号接收问题更加有效,提高了回波信号的信噪比。3.针对多径效应下目标参数估计精度下降的问题,利用多径相干信号的来波信息,研究并提出了两种利用多径信息的目标角度与多径衰减系数联合估计的方法。第一种方法首先分析了在多径环境下可利用的先验信息,然后对传统的最大似然估计方法进行了改进,通过将先验知识与多频融合最大似然算法相结合,提升了目标参数估计性能,并用一维角度搜索替代了二维角度搜索,极大的减少了运算复杂度。第二种方法通过利用信号的稀疏性,将稀疏贝叶斯学习理论与参数估计相结合。本文根据多径几何模型及多径衰减系数等先验信息,对传统稀疏估计算法进行了改进,将先验信息与稀疏贝叶斯学习DOA方法相结合,不需要角度搜索,有效降低了运算量,并使雷达在低SNR下的参数估计性能得到进一步提升。理论分析与实验仿真表明了该方法的有效性。