随着我国新一代天气雷达系统在全国的布点建设，如何有效地根据单部多普勒雷达径向速度资料进行多普勒雷达信号处理已成为信号处理和气象科研工作者研究的重要课题之一。本文从算法的软件实现角度出发，对单部多普勒雷达信号进行系统的分析和处理，特别是探讨了小波分析在多普勒雷达信号处理这一专业领域的应用。我们的主要工作包括： 首先利用中值滤波对资料进行了数据预处理，去掉干扰信号，提高资料质量。其次提出了一种基于我们称之为“虚拟填充法”的算法。该算法利用了风场连续性的思想对缺测的数据进行填充，使得资料具有大范围特征，并结合计算机图形学的截面判断技术，查找模糊边界、解多普勒速度模糊。此外，在对现有的单多普勒雷达风场反演方法进行对比分析的基础上，提出了一种基于小波分析的单多普勒雷达风场反演方法。该方法把反演问题转化成小波系数稀疏问题，即信息熵函数最小问题。由于该问题属于一类非光滑优化问题，我们构造了一种改进的变尺度变换(MAST)算法对其求解。理论讨论及计算机模拟均证明了该算法的有效性。最后，我们将“虚拟填充法”解多普勒速度模糊的算法、基于小波分析的多普勒雷达风场反演方法、下击暴流探测技术与面向对象程序设计技术相结合，应用到多普勒雷达二次产品终端软件项目中，实现具体的开发。