舰载高频地波雷达工作在3-30MHz的频段范围,工作波长为数十至一百米,利用长波沿地球表面的绕射效应,可以实现对目标的超视距探测。然而,受舰船平台的限制,舰载高频地波雷达的天线阵列孔径较小,阵列的波束宽度很宽,其方位分辨性能很差。此外,平台移动造成一阶海杂波Bragg峰展宽,在多普勒域淹没了大量低速目标,使得目标检测出现困难。本文研究的重点是在一阶海杂波背景下,利用天线阵列随平台的移动,构造出一个孔径远大于实阵列的虚拟阵列,利用虚拟阵列的窄波束以及虚拟阵元的积累效果,改善目标方位估计和方位分辨。舰载高频地波雷达的信号处理中需要抑制展宽的一阶海杂波,本文研究使用正交投影算法和斜投影算法进行一阶海杂波抑制。首先分析了投影类算法的抑制原理,并对其进行了改进,改善了它们无法抑制展宽边界处的海杂波的缺点。之后分析了两种算法的主瓣内杂波抑制性能、一阶Bragg频率偏移时的抑制性能以及不同积累时间下的抑制性能,针对一阶Bragg频率偏移时抑制效果下降的问题,本文提出基于一阶Bragg频率估计的杂波抑制方法。仿真结果表明:边界扩展改进后的正交投影算法和斜投影算法可以很好地抑制展宽边界处的海杂波;正交投影算法抑制主瓣内海杂波时会出现主瓣分裂,斜投影算法对于主瓣内的海杂波有很好的抑制效果;但当实际杂波的一阶Bragg频率发生偏移时,斜投影算法的抑制效果会迅速下降,而正交投影算法还能在一定范围的偏离区间内保持其抑制性能,此时基于Bragg频率估计的杂波抑制方法可以很好地改善海杂波抑制的效果。舰载高频地波雷达的虚拟孔径方法是在抑制海杂波的基础上,利用雷达的阵列移动,形成等效的虚拟阵列,利用虚拟阵列的大孔径形成的窄波束,来实现目标的方位估计和方位高分辨。本文研究时间相位补偿法和重叠相关法两种虚拟孔径算法,重点研究了重叠相关算法。首先推导了舰载高频地波雷达信号形式下的重叠相关算法,并对算法进行改进,利用三次样条插值和奇异值剔除提高了重叠相关因子的估计精度,还分析了算法性能及其影响因素;随后提出了基于正交加权的重叠相关算法和基于斜投影的重叠相关算法,最后对算法的性能优势和不足进行了分析。仿真结果表明:基于海杂波抑制的重叠相关算法可以获得比实阵列高得多的分辨能力,且该算法能很好地解决正交投影算法抑制主瓣内杂波时主瓣分裂,无法正确估计目标方位的问题。