目标辐射源定位技术在当今世界的电子信息战中扮演着重要的角色,在超视距目标探测领域,短波目标辐射源精确的位置信息具有举足轻重的地位。随着信息技术的不断发展,电磁环境逐渐变得复杂多变,军用雷达对于定位精度的要求越来越高。传统的短波目标辐射源定位方法大多是基于两步法的,此类方法的计算复杂度相对较低,因此适用于实际工程应用。但其也存在一些局限性,此类方法忽略了接收数据的内部联系,在第一步提取相关参数的过程中会丢失部分接收信号的信息;同时,对于多目标的定位情形,需要进行额外的数据关联,这些因素导致两步法得到的定位结果是次优解,定位性能无法得到保证。为了克服两步法中的缺点,直接定位得到了研究者们的广泛关注。在复杂的电磁环境中,直接定位算法不需要求解中间参数,而是直接给出目标辐射源的位置估计值,比传统的间接定位算法具有更好的定位性能。目前许多定位算法均是在理想信道条件下的目标辐射源雷达系统中给出的,而在实际场景中,考虑短波通信的超视距情形,信号将经过电离层多径反射到达基站。然而,由于电离层的反射虚高难以估计,辐射源位置与导向矢量之间的关系难以确定,在这种情况下,传统的直接定位算法不再适用。因此,本文研究的主要内容是在电离层多径反射信道下的基于角度信息的短波目标辐射源直接定位技术。本文的主要研究内容如下:第一,介绍了短波信号的传播理论,包括电离层的结构特征与短波信号的传播形式,为短波目标辐射源定位算法研究提供了理论基础。分析了经典的目标辐射源定位方法,包括传统的测向交叉定位方法和传统的基于角度信息的直接定位方法。第二,提出了一种新的电离层反射信道下的几何模型,在不考虑电离层倾斜的情况下,短波信号经过电离层在多个反射点处均做一次反射到达基站,且目标辐射源信号入射到电离层反射点后发生镜面反射。本文根据这一几何模型推导出了该模型下目标位置与方位角俯仰角的数学关系。第三,由于电离层反射层数未知,各反射层虚高未知,反射信号具有相同的方位角而俯仰角不同,为解决由于俯仰角未知所带来的高维搜索问题,给出了一种适用于任意基站阵列结构的方位俯仰解耦方法。第四,以传统的目标辐射源直接定位模型为基础,拓展到电离层反射信道条件下,应用上述解耦方法给出了两种基于角度信息的多站直接定位算法。在对目标辐射源进行直接定位时,无需在高度方向做搜索,只需在经纬度方向上做二维搜索,即可确定目标。仿真结果表明,该方法与传统的测向交叉定位方法相比,显著提高了算法的定位精度;与传统的直接定位方法相比,避免了高维搜索,大大降低了计算复杂度。