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短波无源探测技术的应用领域正逐步扩大，从战场到国防，从陆地到深空，不同的应用场合，有不同的技术要求。但是，对接收到的信号实施波达角估计和对辐射源进行定位一直都是短波无源探测的核心。本文就是从这两个方面开展研究工作的。 首先，波达角估计技术研究。短波波段的波长较长，在空间受限的场合，占用空间大的分布式阵列天线无法应用，这时就需要体积小巧的接收天线来完成任务，同时保证探测精度。针对这一需求，本文给出了两个解决方法: (1).固定三极子天线波达角估计技术 本文详细介绍了以三极子天线为代表的三成分矢量天线在自由空间中的波达角估计算法，即矢量奇异值算法、准叉积算法和基于极化平面的算法，并通过仿真实验对比了这三种波达角估计算法的性能。在天线近地面放置时，就要考虑地面对天线接收性能的影响，并进一步考虑对角度估计精度的影响。本文在分析了短波波段地面的反射特性后，提出了两种近地面三极子天线波达角估计算法，即反射系数法和阵列抑制法，并通过仿真对比了这两种算法在相同地面情况下与理想地面近似法的估计性能，讨论了这三种算法在不同地面构成参数时的适用性。由于星载探测对探测仪器体积和重量有苛刻要求，为了降低星载探测仪的体积和重量，本文提出了两种基于时分技术的波达角估计算法，仿真验证了算法的有效性。 (2).运动天线合成阵列的波达角估计技术 当天线所在的平台处于运动状态时，通过在不同的位置对天线接收到的信号进行采样，可以合成天线阵列，利用运动形成的阵列孔径来完成波达角估计。本文给出了运动单COLD矢量天线合成阵列的波达角估计算法和极化参数估计算法。通过改变系统时间精度、采样位置数量、采样位置间距、信号的信噪比、信号的幅度和相位波动范围等参数，讨论了影响运动单COLD矢量天线合成阵列波达角和极化估计精度的原因。由于运动单天线无法完成入射波相位在很大范围内波动时的波达角估计，本文又讨论了运动双天线波达角估计理论，给出了运动双天线合成阵列MUSIC算法和ESPRIT算法，这两种算法都不受信号源相位波动的影响。 其次，短波单站定位技术研究。本文将数值射线追踪引入短波单站定位技术，为了提高定位的精度，提出了改进的多层准抛物模型.基于改进的多层准抛物模型和传统的电离层模型，并经由电离层参数区域重构技术、数值射线追踪自导引技术生成武汉到北京之间的一跳斜测电离图，与实测电离图进行对比，从而验证了改进模型较传统模型更有效。