随着卫星导航和航天测控通信技术的不断发展,对异址干扰、高动态以及信号电平动态范围大等复杂条件下直接序列扩频信号(简称“直扩信号”)捕获技术的研究提出了迫切需求。本文针对复杂条件下直扩信号捕获关键技术进行了深入研究,主要研究内容包括:1.针对直扩信号捕获中异址干扰问题,提出了基于迭代最小均方误差(RMMSE)抗异址干扰算法。首先,为了将雷达信号距离旁瓣抑制中RMMSE算法用于直扩信号抗异址干扰,按照RMMSE适用信号模型对具有连续波特征的直扩信号进行了建模。接着,利用所建直扩信号模型,提出了基于连续波信号的RMMSE抗异址干扰(M-RMMSE)算法,该算法根据不同延迟复幅度矩阵中元素的相关特性,对雷达脉冲压缩RMMSE旁瓣抑制滤波器进行了适应性改进,实现了对直扩信号异址干扰的有效抑制。然后,针对M-RMMSE算法滤波器阶次高、运算量大的问题,进一步提出了基于匹配滤波结果的快速RMMSE抗异址干扰(F-RMMSE)算法,该算法既利用了完整周期伪码良好的相关特性,在有效抑制异址干扰的同时,又可采用低阶的RMMSE滤波器,显著降低了运算复杂度。最后,对所提算法进行了仿真验证,结果表明,在强异址干扰条件下,所提两种抗异址干扰算法可获得良好的抗异址干扰性能。2.弱信号捕获需要进行长时间能量积累,而在高动态直扩信号的长时间积累中,除了需要进行动态聚焦外还需要考虑符号调制的影响。为此,本文对雷达信号处理中的动态聚焦算法进行改进,提出了抗符号跳变的动态聚焦算法。首先,在直扩信号模型下,定量分析了任意阶动态对信号积累的影响,形成了较完备的直扩信号相参积累性能分析理论,为信号动态阶次建模、动态聚焦算法的选择、设计和性能评价提供了理论依据。然后,针对弱信号捕获需求,选择雷达信号处理中抗噪声性能良好的广义Radon傅里叶变换(GRFT)和Keystone变换-吕氏变换(KT-LVT)两种动态聚焦算法进行应用扩展研究,对符号调制下直扩信号动态聚焦算法进行设计,提出了四种抗符号跳变的动态聚焦算法,即:基于符号跳变位置搜索和符号预测的GRFT算法、基于非相参积累的GRFT算法、基于延迟相关抗符号跳变的KT-LVT算法和基于平方运算抗符号跳变的KT-LVT算法,并对四种算法的输出信噪比和运算量进行了推导。最后,通过仿真验证了所提算法的有效性。研究成果为高动态微弱直扩信号跨符号位长时间积累提供了有效解决方法。3.在受干扰影响以及信号电平动态范围大的场景下,常规捕获算法的误捕概率显著增大。本文首先提出了全局混合搜索-选大(WRHS-MS)捕获算法,抑制局部旁瓣大值造成的误捕。然后,针对WRHS-MS捕获算法捕获时间长的问题,进一步提出了一种基于全局搜索和自适应检测的直扩信号捕获算法。该算法在搜索过程中,对检测前信噪比进行估计,并利用检测前信噪比估计值自适应地调节判决门限和检测器参数,以减少后续搜索单元格的驻留次数,从而缩短了捕获时间。推导了所提算法的检测概率、虚警概率和平均捕获时间计算公式,并进行了仿真验证。结果表明,所提算法采用全局搜索有效降低了误捕概率,利用自适应检测有效缩短了捕获时间。