本文在对流星余迹极低信噪比通信的信道特性分析的基础上,针对采用M进制正交扩频序列的通信系统,讨论了流星余迹通信微弱信号检测的关键技术,计算机仿真结果证明了该技术的有效性,最后实现了硬件设计方案。论文第一部分,分析流星余迹极低信噪比通信的必要性和可行性,并分析超短波流星余迹极低信噪比模式信道特性;第二部分,提出利用M进制正交扩频技术来克服信噪比极低的影响,讨论了M进制正交扩频系统的编码扩频和解扩译码;第三部分,针对采用M进制正交扩频序列的流星余迹通信系统的极低速通信模式,利用迭代信号处理原理,提出了频域迭代载波同步估计和信号补偿技术,接收机通过对存在频率偏移的长扩频序列进行相关的频率补偿,可以提高频域相关峰值,从而显著提高接收性能,理论研究证明了该方法的有效性;第四部分,在系统级仿真软件SPW上完成流星余迹极低信噪比通信系统的建模与仿真,仿真结果验证了利用频域迭代的载波频率估计和信号补偿技术的有效性;第五部分,给出了流星余迹极低信噪比通信的硬件实现方案。