雷达信号处理的发展一直是雷达技术发展的核心。脉冲多普勒(PD)雷达的信号处理单元包括正交采样、脉冲压缩、动目标检测(MTD)、恒虚警检测(CFAR)、解模糊等，其中每步处理的精度与速度直接影响到雷达信号处理最终结果的好坏。本文工作的重点就是讨论如何提高处理效率、改善处理精度、减小测量误差，以满足随着技术进步，雷达信号处理性能指标日益增加的要求。本文分析了数字正交采样的基本原理，以低通滤波法为基础，讨论了多相结构对其性能的改善；结合滤波器设计理论，分析了参数对滤波器性能的影响，为正交采样的优化设计提供参考；研究了窄过渡带宽度的滤波器设计方法；针对常规线性调频脉冲压缩雷达中存在频移-距离耦合而导致的距离误差，利用正负斜率调频的方法进行补偿，同时对速度进行粗测；针对因量化导致的测距测速误差，提出了一种基于插值法的测量方法，仿真证明了该方法能够有效提高测距测速精度；结合常规的一维集解模糊和余差法解模糊的优点，提出了两种改进算法，在保证解算正确的条件下降低计算量，通过DSP汇编实现并验证了其优势；提出了一种利用先验速度的单重频解速度模糊方法，仿真验证了其有效性。