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未来战场中将大量出现隐身无人机、导弹等微弱目标,机载雷达需要具备对微弱目标远距离的探测能力,以为载机获得足够的预警时间。但目前随着目标隐身技术、反侦察技术的发展,使得机载雷达对于远距离弱目标的探测面临严峻的挑战。多帧联合检测技术(Multi-frame detection,MFD)可有效增加机载雷达对弱目标的探测距离、提升探测能力。但多帧处理需要占用大量的雷达系统资源,面对机载雷达,尤其是机载火控雷达日益增加的多目标、多任务要求,在任何工作模式和探测场景下均调用多帧联合处理是不合理的。因此如何更高效地利用机载火控雷达的功率、时间和存储等资源成为亟待解决的问题。本文就多帧联合处理算法优化、目标跟踪过程中多帧联合处理调用策略两个方面进行研究。主要工作包括:(1)建立机载雷达对空域目标的探测场景,将目标分远、中、近三个区域,建立了包含匀变速、蜿蜒转弯、过载转弯、匀速圆周等一系列目标运动场景,并分析了目标在转弯过程中姿态角变化引起的目标RCS变化。(2)优化多帧联合处理算法,在传统基于动态规划以最大后验概率为积累量(DP-MAP)的多帧联合检测算法基础上,结合运动目标状态信息在帧间的变化,构造了基于帧间数据关联的罚函数项,形成一种新的基于罚函数的DP-MAP算法(DP-MAP based on punish function,DP-PMAP),并对该算法的检测性能进行分析,在相同积累帧数条件下该算法可以提升机载雷达对微弱目标的发现概率。(3)针对单帧低门限预处理中弱目标信息被剔除的问题,在DP-PMAP算法基础上,提出了一种基于丢失数据补充的DP-PMAP算法(DP-PMAP based on data supplement,DS-DP-PMAP),并结合未进行单帧低门限处理的DP-PMAP算法,在算法检测性能、数据计算量、数据存储量方面展开对比分析。分析表明这两种算法在检测性能相似的情况下,DS-DP-PMAP极大地减少了算法的计算量与存储量。(4)在目标跟踪过程中,设计了一种基于航迹信噪比的跟踪回访积累帧数、回访间隔调整策略。通过当前航迹片段中航迹点状态信息与航迹信噪比,预测下一次回访时航迹状态信息与航迹信噪比,在此基础上结合系统探测需求和DS-DPPMAP算法检测规律设置下一次回访积累帧数,并且适当增加/减少回访间隔。对不同运动场景下的目标调用该多帧联合处理策略进行检测与跟踪,并分析了调用该策略前后在目标跟踪过程中对系统资源的占用率。