作为一种极具应用前景的新体制雷达,外辐射源雷达利用外部不受控的电磁辐射源作为雷达的照射源,以被动探测的方式工作,实现热点区域的探测预警。由于利用低频段的信号、以双/多基地的模式工作,外辐射源雷达在低空探测和反隐身等方面具有先天的优势。作为现有探测手段的一种补充,外辐射源雷达具有结构灵活、生存能力强和费效比高的优点,在地面情报雷达、预警监视雷达以及空天目标监视系统中具有重要的应用价值。虽然存在诸多优势,但由于体制的特殊性,相比于传统的单基地有源雷达,外辐射源雷达在实际的应用中存在一系列新的问题。为了解决这些问题,本文从实际工程应用的角度出发,针对参考信号提纯、参考信号预处理、杂波及干扰抑制以及长时间积累等外辐射源雷达应用中存在的问题,开展了相关的研究工作。论文的研究内容可具体概括为如下四个方面:1.研究了外辐射源雷达参考信号提纯方法。外辐射源雷达通常需要设置一个单独的通道用以接收直达波。但实际中,外辐射源雷达参考通道中接收到的信号除直达波外,可能还混有多路径杂波,这些多路径信号影响系统的目标参数估计性能。针对参考通道中掺杂多路径杂波的问题,提出了一种基于双通道处理的参考信号提纯方法。在该方法中,首先将回波信号投影至由参考信号构建的子空间中以获取回波通道中的直达波信号。接着利用上一步获取的直达波信号对消参考信号中的多路径杂波,得到纯净度较高的参考信号。利用提纯后的参考信号与目标回波信号作距离-多普勒二维相干处理不会产生由多路径杂波与目标回波匹配的峰值。仿真试验说明所提方法可以有效地抑制参考通道中的多路径杂波,实现参考信号提纯。2.研究了外辐射源雷达参考信号预处理方法。外界的电磁照射源信号并不是为雷达而设计,其模糊函数中往往存在着距离维和多普勒维的模糊副峰,这些模糊副峰会严重影响目标峰值的识别。针对模糊副峰问题,首先提出了一种距离-多普勒二维副峰抑制方法。该方法通过构建代价函数约束二维副峰的能量,可以在抑制距离维和多普勒维副峰的同时,减少信噪比损失。针对参考通道中直达波信噪比较低时副峰抑制方法性能变差的问题,提出了一种稳健的副峰抑制方法。该方法利用最差性能最优的思想构建新的优化模型,求解该优化问题得到低信噪比情况下的最优解,以实现该情况下的副峰抑制。此外,针对副峰残余的问题,提出了一种基于预处理的目标检测方法。该方法首先通过对残余副峰进行预处理,以降低残余副峰对目标检测的影响,接着利用恒虚警检测的方法对剩余的副峰作进一步处理。上述方法的性能均通过仿真及实际录取的数据进行了验证。3.研究了外辐射源雷达杂波及干扰抑制方法。首先研究了已有的杂波及干扰抑制方法。针对现有杂波及干扰抑制方法的对消性能和运算量无法兼顾的问题,提出了一种基于空、时、空三步级联处理的杂波及干扰抑制方法。该方法通过将天线阵列划分成若干子阵,分别利用低副瓣空域滤波、时域干扰对消以及稳健的空域滤波方法实现杂波及干扰的抑制。仿真试验验证了该方法的有效性。接着,针对实际系统中天线阵列不能自适应形成零陷的问题,提出了一种基于多级处理的杂波及干扰抑制方法。该方法通过对比对消后各个波束中剩余信号的能量来确定干扰的来向并获取其样本,利用时域干扰对消的方法以级联相消的方式按能量大小依次消除回波中的干扰信号。所提方法的性能通过仿真试验和实际录取的数据进行了验证。4.研究了外辐射源雷达长时间积累方法。首先研究了长时间信号处理对检测的影响。针对多普勒敏感信号中距离走动校正的问题,提出了一种基于多帧处理的长时间积累方法。在该方法中,首先对信号进行分段,接着对每段信号作距离-多普勒处理,同时估计各段信号间的距离走动量并计算各段信号间固有的相位关系,各段信号处理的结果通过估计得到的走动量以及相位关系进行合成得到最终的处理结果。仿真试验表明该方法可以校正多普勒敏感信号中的距离走动。针对辐射源载频变化导致信号无法相参积累的问题,提出了一种基于相位预补偿的跳频信号长时间相参积累方法。该方法根据每个多普勒通道与速度的对应关系,首先预估计每个多普勒通道对于不同载频回波信号的频率差值,然后利用该估计值对每个多普勒单元进行频差补偿完成跳频信号的相参积累。仿真试验验证了所提方法可以在辐射源载频变化的情况下实现长时间相参积累。