随着计算机技术的发展，数字图像处理技术在处理雷达图像方面的应用越来越广泛。一方面是由于雷达回波图像中存在着诸多不稳定因素，容易受环境因素的干扰，特别是对于航海雷达，海面环境瞬息万变，通过对雷达图像的处理可以提高雷达检测目标的能力；另一方面，随着仿真技术的发展，航海雷达/ARPA模拟器的研制技术不断发展成熟，应用现代图像处理技术来逼真地模拟雷达回波一直是雷达仿真领域的目标。 分形(Fractal)理论是目前非线性数学领域中非常活跃的一个分支，它的研究对象是自然界和非线性系统中不光滑和不规则的几何形体。图像的纹理分析、自然景物的模拟、时序分析等方面都有大量应用分形理论进行研究和分析的相关文献。本文将分形理论应用于雷达信号处理中，针对航海雷达回波图像中具有分维特征的岸线和海杂波等进行了深入分析和研究，取得了一定的研究成果。本文的主要工作如下： 第一，对分形理论的相关知识进行了系统的分析研究，设计了基于Box维数的图像维数计算程序。重点分析了随机分形中的分数布朗运动(FBM)理论，设计了分数布朗运动曲线的算法及模拟程序。 第二，分析了雷达海岸线的分维特征，研究了分数布朗运动插值方法，并将其应用于雷达岸线的模拟。 第三，进行了海杂波的分形特性分析。选取了实际的海杂波数据与分数布朗运动模型进行对比研究，结果表明，海杂波与分数布朗运动之间能够较好地匹配。提出了基于分形理论的海杂波模拟方法。