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外辐射源雷达因其在信息对抗中特有的优势，近年来得到了学者们的广泛关注。然而，由于机会发射信号不可控，外辐射源雷达信号中混有强直达波及杂波，且目标信号微弱。这就使得微弱信号检测算法成为外辐射源雷达信号处理的重要研究内容，具有重要的理论意义和广泛的应用价值。 本文针对单发单收模式的双站外辐射源雷达开展研究，通过分析影响微弱目标检测的因素，研究了复杂环境下的杂波抑制算法，高速目标运动补偿及参数估计，以及基于检测前跟踪的外辐射源雷达微弱目标检测算法，以提高外辐射源雷达系统的微弱目标探测能力。论文的主要工作和研究成果总结如下: ①在已有算法的基础上，实现了外辐射源雷达目标检测的实时处理，并通过仿真及实测数据处理，分析了算法的性能及影响微弱目标检测的因素，作为后续研究的基础。 ②针对复杂环境下不同类型杂波的特点进行研究，以给出相应的抑制算法: 1)针对分数阶直达波抑制问题，通过分数阶延时估计，结合频域自适应杂波抑制算法，提出了基于频域补偿的自适应分数阶直达波抑制方法，实测数据分析表明算法可提高杂波抑制比约4 dB。 2)针对近距强目标回波淹没微弱目标的问题进行了研究，针对现存算法计算复杂度高的问题，提出了基于分块自适应广义notch滤波器的外辐射源雷达近距强回波抑制算法，在保证强回波抑制能力的前提下，提高计算效率约60倍。 3)针对复杂环境下杂波功率谱展宽时传统自适应滤波算法性能下降的问题，通过对回波信号与参考信号的混合乘积做短时傅里叶变换，来估计杂波的时变包络，进而提出了基于包络估计的CLEAN算法及基于包络估计的自适应杂波抑制算法，在功率谱方差为1时，提高杂波抑制比约4 dB。 ③针对高速目标相干积累过程中目标运动引起积累后信噪比下降的问题，通过分析影响相干积累性能的因素，采用多普勒滤波器组降低匹配滤波失配影响;分析表明采用基于Chirp-z变换的距离徙动校正算法较插值法性能优越;在满足Nyquist采样率的条件下，通过插值可降低离散化处理的影响;提出了基于修正平滑伪Wigner-Ville分布(reassigned smoothed pseudo Wigner-Ville，RSPWVD)-Hough变换的多普勒展宽补偿算法，并分析了基于修正离散Chirp傅里叶变换(modified discretechirp Fourier transform，MDCFT)的多普勒展宽校正算法的分辨率问题;进一步基于二次项调频率的估计值，提出了基于单接收站、单帧数据的目标速度估计方法。上述内容构成了较为完整的外辐射源雷达目标运动补偿及参数估计流程，对600 m/s的目标，较①中的处理算法信噪比可提高约4.5 dB。 ④通过分析基于Hough变换的检测前跟踪算法，基于动态规划的检测前跟踪算法，以及基于粒子滤波的检测前跟踪算法，表明了动态规划法较适于外辐射源雷达工程应用，可提高目标探测能力约4 dB。为提高动态规划法的性能进行了如下研究: 1)针对基于动态规划的门限阈值选择，提出了基于数值仿真及基于经验公式的门限阈值选择方法，可实现门限的实时更新。 2)针对动态规划法中复杂度与发现概率的矛盾问题，通过短航迹初始及前向搜索，并利用门限滤除虚假航迹，提出了一种新的基于动态规划的多目标检测前跟踪算法，在保证发现概率的前提下，降低了复杂度。 ⑤综合以上研究，构成了一种外辐射源雷达目标检测的处理流程，进行了全链路仿真。在本文的仿真条件下，杂波总功率高出噪声40 dB左右，当系统工作环境包含分数阶直达波、近距强回波，或杂波存在功率展宽时，针对600m/s的匀速运动目标，该处理流程较①中的实时处理系统目标探测能力提高约12-13dB。其他场景及仿真条件下，性能需根据具体情况分析，本文中给出了部分结果。 综上所述，本文在复杂环境下的杂波抑制，高速目标运动补偿及参数估计，以及基于检测前跟踪的外辐射源雷达微弱目标检测三个方面进行了研究。