在过去的十年中,穿墙雷达(Though Wall Radar)由于其对密闭结构内的感知能力而引起了越来越多的研究兴趣。穿墙雷达探测目的包括确定建筑物的布局、识别建筑物内目标活动的种类,也包括检测、鉴别、分类和追踪运动目标。在穿墙雷达系统中,对墙体反射引起的杂波干扰的消除工作又被称为杂波抑制。杂波抑制是穿墙雷达探测中重要的前置工作,为探测任务获取干净的目标回波信号提供了可靠的保障。在本文中,针对穿墙雷达系统中的杂波抑制和目标追踪两个方面进行了讨论。基于穿墙雷达回波的两个特点:“墙体回波具有低秩特性;以及目标回波具有稀疏特性。”提出一种基于低秩联合稀疏框架的优化模型,用于解决穿墙雷达探测中的杂波抑制问题。为了高效求解该优化问题,本文利用双线性因子分解代替核范数最小化的方法并结合交替方向乘子算法推导出该优化问题的闭式解。实验仿真结果表明:在本文提出的杂波抑制算法处理的情况下,穿墙雷达天线位置数N≥51时具有较好的探测性能;所提出算法能处理天线阵列和墙面不平行的探测情况的;当墙体具有不同介质、厚度以及结构的情况下所提出算法依然具有稳健性。和现有的杂波抑制算法比较,本文所提出算法具有更加清晰的成像结果。此外,实验结果同样表明在穿墙雷达探测中,步进频率合成信号性能优于其他的探测波形。针对穿墙雷达探测中的目标追踪任务。本文在所提出的杂波抑制算法的基础上,提出一种基于观察窗的动目标追踪策略。该追踪策略包括两个部分:第一部分为杂波抑制和雷达成像;第二部分为在所得到的雷达图像上,通过一系列与目标对应的观察窗实现目标检测及定位。目标信息最终被传入基于卡尔曼滤波器和粒子滤波器的追踪器中。交互多模型技术被引入追踪器中,用于更好地追踪具有多种运动模型的室内目标。实验结果表明,在目标存在多种运动模型混合时,基于交互多模型技术的追踪器的性能优于只使用单个运动模型的追踪器。