雷达目标检测与跟踪是雷达最基本的任务。随着雷达系统新型化、探测目标多样化、探测环境复杂化,雷达目标检测也面临着新的挑战。MIMO雷达系统通过对观测区域内目标进行协同探测使得雷达系统的探测威力显著提升,同时MIMO雷达系统也是现代雷达技术发展的重要方向之一。本文针对背景干扰复杂、雷达目标起伏模型多变、数据传输速率有限、多径传播效应等问题,对干扰条件下雷达目标自适应检测、数据传输速率约束下快起伏目标恒虚警检测、子空间干扰条件下的信号级融合检测、多径环境下多目标联合检测与跟踪等方面进行了研究,具体内容如下:研究子空间干扰下目标自适应检测方法。在介绍一种较为经典的窄带干扰条件下目标自适应检测算法的基础上,针对宽带干扰下目标检测性能下降的问题,提出一种宽带干扰下修正的广义似然比检测器。该检测器通过将回波映射到不含干扰的子空间,减弱宽带干扰的影响,然后利用广义似然比准则设计检验统计量。同时给出了虚警概率与检测概率闭式表达式。仿真实验结果表明该方法相比于传统方法能显著提高目标检测性能。此外,针对角度扩展干扰下目标自适应检测问题,根据空时等效性,提出一种角度扩展下修正的广义似然比检测器,给出了检测器虚警概率与检测概率的闭式表达式。仿真实验表明所提检测器的有效性。研究了MIMO雷达数据传输速率约束下的目标恒虚警检测算法。在介绍双门限检测器设计思路并回顾了慢起伏目标单脉冲下的双门限恒虚警检测器的基础上。针对数据传输速率约束下快起伏目标多脉冲下目标检测问题,提出一种基于非相干积累的双门限恒虚警检测器。该检测器首先对信号进行非相干积累,并在局部雷达站中利用自适应匹配滤波器得到局部检验统计量,将超过第一门限的局部检验统计量传输至融合中心,在融合中心中进行信息融合,做出最终判决。给出了虚警概率表达式并证明其对背景杂波和噪声的协方差矩阵具有恒虚警特性。仿真结果表明在一定场景下所提检测器相比于传统的集中式、“或”准则、“与”准则检测器有明显提升了检测性能。研究了MIMO雷达子空间干扰下目标恒虚警检测方法。针对MIMO雷达子空间干扰下目标检测性能下降问题,提出了一种基于信号级融合的目标恒虚警检测算法。该检测器首先根据子空间映射关系及广义似然比检验准则在局部雷达站推导局部检验统计量,然后将全部局部检验统计量传输至融合中心,融合中心基于信号级融合准则设计最终检测器。我们同时给出虚警概率与检测概率的表达式并证明对子空间干扰幅度及背景杂波的协方差具有恒虚警特性。仿真实验结果表明所提检测器的有效性。此外,针对数据传输率约束,提出一种MIMO雷达子空间干扰下双门限恒虚警检测器。MIMO雷达干扰子空间下双门限检测器检测器与基于信号级融合的目标恒虚警检测器具有相同的局部处理方法,不同的是双门限检测器仅将超过第一门限的局部检验统计量传输至融合中心,融合中心做出最终判决。这种方法在降低数据传输率的同时保障了检测性能。仿真结果证实了双门限恒虚警检测器的有效性及不同场景下的适用性。研究了多径环境下多目标联合检测及跟踪算法。针对多径环境下多目标联合检测与跟踪存在的数据关联事件复杂、估计参数耦合等问题,提出一种基于期望最大法的多目标联合检测与跟踪算法。该算法首先在E步骤中估计数据关联事件,然后在M步骤中估计目标状态。同时为解决目标存在状态和目标运动状态耦合问题,在M步骤中提出一种Hybird前后项平滑算法。最后通过将M步骤的输出作为E步骤的输入循环迭代,得到最优的检测及跟踪结果。仿真结果表明,所提联合检测与跟踪算法相比传统的概率数据关联跟踪器、多假设跟踪器等在复杂场景下具有更好的检测和跟踪性能。