采用超宽带信号实现高分辨率是综合孔径雷达的最新发展趋势。动目标的检测和成像是现代雷达的基本功能之一。而要实现高分辨率，灵敏的检测动目标并准确的进行成像要依赖于高效的信号的处理。不言而喻，信号处理理论的分析和发展是雷达领域的重要课题，对雷达的应用有着极其重要的影响。 本文以时频分析在雷达信号处理中的应用为重点，介绍了在时频分析处理领域的理论基础和最新发展，以雷达信号检测，滤波，参数估计为研究目的，理论推导和MATLAB仿真为研究方式。文章主要内容包括时频分析，模糊函数和分数Fourier变换。以奇异值分离信号噪声空间的方法在线性调频信号滤波方面遭遇到的困惑为出发点，本文深入探讨了时频分析法，模糊函数以及分数Fourier变换在以线性调频信号为发射信号的雷达领域的应用。 本文的主要创新性工作有： 1．分析了随机相位误差对宽带线性调频信号方位向匹配压缩的影响，并提出通过奇异值分解分离信号和噪声空间的方法达到改善脉冲压缩效果，降低噪声影响的目的。 2．针对模糊函数的交叉项，本文提出了联合Radon-Ambiguity变换，模糊函数，Hough变换作为多分量线性调频信号的参数估计，并给出了仿真实例。该方法能应用于动目标的检测和参数估计。最后，详细介绍了以模糊函数为基础的雷达波形设计。 3．详细分析了分数变换在强噪声背景下检测线性调频信号，估计参数方面的强大作用。最后给出了分数变换在滤波和动目标检测方面的仿真实例用以验证方法的可行性。