严重海杂波中的目标检测是十分具有挑战性的检测问题之一。传统检测手段很难进一步提升雷达系统的检测性能。利用环境和目标特征信息自适应地调整发射波形，形成动态闭合系统，可以使雷达系统能够有效地应对复杂的海面环境，实现性能的进一步改善。本文主要研究严重海杂波中杂波信息的估计问题，以及如何利用估计信息实现检测性能改善的自适应波形设计。首先，提出了参数估计-信号设计的海杂波抑制信号处理框架。分析了复合高斯海杂波模型，利用IPIX雷达数据研究了海杂波的时间相关特性，通过球不变随机过程(SIRP)实现了时间相关海杂波数据的仿真。并对接收信号及其处理过程进行了描述。然后，利用期望最大化算法实现了纹理值及斑点协方差矩阵的估计，并对估计性能进行了统计分析。利用主成分分析(PCA)方法实现了海杂波的抑制处理，使目标位置的预测能力得以提升，仿真结果验证了抑制算法的有效性。最后，提出了一种在波形自相关函数相应位置处设置凹口以减小距离旁瓣对检测单元影响的波形设计方法。求解了二阶导数优化算法中涉及到的梯度向量和海森矩阵的解析表达式。对目标功率的最大似然估计以及广义似然比检测器进行推导，分析了PCA杂波抑制后的检测性能。为了体现设计波形的优势，对使用线性调频(LFM)波形与相位编码（PM）波形的检测性能进行了比较，并且分析了形状参数与自相关凹口数目对检测性能的影响。仿真结果表明，PCA杂波抑制给信杂比带来明显提升，检测性能得以改善，设计得到的PM发射波形使目标的检测性能进一步提升。该算法更适用于尖峰程度较高的海杂波中，选择合理的自相关凹口数目更能发挥出算法的优势。