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作为光电经纬仪的独立传感器，多频连续波雷达具有结构简单、处理方便等优点，其接收机的回波信号由目标进行调制。和其它形式的雷达相比，多频连续波雷达在理论上具有信息探测精度高，探测距离远等优点。但多频连续波雷达在工作中要受到噪声、杂波以及干扰的影响，这些因素的会使得目标探测、跟踪阶段出现虚警等现象，有时甚至使得雷达不能正常工作。针对这些情况，本文的目的在于开发和分析算法，为进一步提高雷达的性能提供理论研究和应用支持。本文主要分为两部分：目标探测和目标跟踪。
在目标探测部分，首先针对典型的雷达回波信号chirp信号，分析了chirp信号的频谱特性。在简要介绍各种算法以后，本文介绍了工程中常用算法傅里叶变换时在目标探测过程的误差来源，即影响探测精度的三个因素：全局变换特性，离散频谱栅栏效应和输出信噪比。并通过对输出信噪比的分析得到了输出信噪比和加速度以及积累时间的关系。
其次，本文针对多频连续波雷达目标探测对信噪比的要求。论文主要介绍了分数阶傅里叶变换在目标探测中的应用。即首先分析了它和现阶段常用的解线性调频方法的联系，并通过这些联系得解释了分数阶傅里叶变换的物理意义，并得出了分数阶傅旱叶变换的低通采样定理以及它的探测精度：速度分辨力和加速度分辨力。然后通过解决分数阶傅旱叶变换在工程应用的一些难题，提出了基于短时傅里叶变换和分数阶傅里叶变换的混合算法，混合算法使分数阶傅里叶变换真正走向了工程应用。
最后目标探测部分还介绍了一种速度精测的算法。算法利用离散频率栅栏效应通在时域内进行频率补偿，而在频域内进行分析的方法实现了对MFCW雷达速度的精测。
在目标跟踪部分，主要介绍了两部分内容：目标航迹的建立和目标航迹的维持。针对此前将目标探测和目标跟踪单独处理的方法，本文提出了交互式的处理方式。即在目标航迹建立阶段，将目标探测和跟踪合并处理。而在目标航迹维持阶段，将跟踪部分的数据反馈回探测部分。从而充分利用了它们之间的关系，减小了目标虚警的概率，保证了目标跟踪的稳定性和可靠性。
最后本文给出一种纯数字多频连续波雷达的仿真平台。平台采用模块化的结构进行编写，保证了平台的实用性和可靠性。仿真平台的设计实现了对多频连续波雷达处理算法的仿真和评价。