近几十年来,高频地波雷达逐渐发展起来,作为一种超视距雷达,能够对新型的海洋动力学参数(风场、浪场、流场)进行目标检测。鉴于雷达工作的外部环境较复杂,使得其在实际的应用中受到了各种各样的限制。在复杂的外部环境条件下,高频地波雷达的性能受到了严重的影响,雷达有效探测距离变短,雷达回波谱的质量变差,使得后续针对海态信息的提取以及检测跟踪目标变得更加艰难。本文将以信号处理的角度出发,针对如何提高高频地波雷达的工作性能展开深入的研究。课题的具体工作可分为以下几部分:第一:针对抑制雷达接收回波谱中的Es层电离层杂波及其一跳、二跳回波,课题提出了基于距离相关性的杂波对消算法,核心是利用电离层相邻距离元的强相关性进行对消处理。在此基础上,提出了利用Es层电离层杂波及其一跳、二跳回波之间的互相关性完成对消的改进算法。第二:由于海浪回波谱中的电离层杂波的非平稳性很强,单一的处理方法对抑制其干扰的效果不是很明显。本课题提出了一种多域结合的算法,即基于时频域的特征值分解算法,基本原理是在脉冲域和多普勒域对回波谱分别运用特征值分解方法处理回波信号。第三:在抑制弱电离层干扰方面,算法核心是阈值分割,利用其分割回波数据,对于分割后的雷达回波数据,再进行杂波检测,检测出电离层和海杂波的对应区域,消除电离层杂波,保留海杂波,从而完成对弱电离层杂波干扰的雷达回波数据处理。第四:本课题提出了一种杂波感知对消算法,该算法能自动识别接收到的雷达回波信号中是否存在Es层电离层杂波,并实现对电离层杂波的消除,从而提高后续海态反演的精度。第五:为了判断基于距离相关性的杂波对消改进算法与基于时频域的特征值分解算法的有效性,将对抗干扰前后的回波信号进行海态反演。反演主要是针对海流径向流速的提取,通过提取效果的对比来验证算法的性能。