随着超音速飞行器的不断发展,实现对高速目标的检测识别变得越来越重要。高速隐身飞行器在飞行过程中,头部气流会受到强烈的压缩从而形成激波,气体密度的变化会使折射率发生变化从而使光束发生偏折以及散射等现象,还会使光束能量衰减,这种气动光学效应会对跟踪、探测和制导造成影响。因此本文以高速目标为研究背景开展了以下研究:对激波场的分布特性进行研究、对散射特性进行理论仿真、对目标速度测量进行仿真分析。本文对激波场的分析是基于Fluent仿真软件来开展的。首先对有限元模型进行了简要介绍,包括对Navier-Stokes方程的描述以及对湍流控制方程的描述。其次建立仿真模型并设置好外流场分布范围,分别对不同高度和不同速度的两类情况进行了仿真分析,计算获得了激波场的密度分布、速度分布以及温度分布。并且以密度分布为基础,基于Gladstone-Dale关系仿真获得了激波场的折射率分布情况,为后续进行光线传输效应分析提供理论基础。对高速目标的散射特性是采用计算雷达散射截面(Radar cross section,RCS)的方式来开展的。使用FEKO仿真软件,并且采用矩量法进行仿真分析。利用三维建模软件UG对目标进行建模,并且导入CADFEKO软件中进行参数的处理以及网格的划分工作,仿真分析了有激波和无激波两种情况下的RCS。以仿真获得的RCS,利用雷达方程计算分析了激波对雷达接收功率的影响,给雷达系统参数设计提供数据支持。对高速目标速度的测量采用的是基于相位调制方法的激光多普勒鉴频方法。首先对测速的雷达系统设计进行简单的介绍。其次,具体阐述了相位调制方法和鉴频过程,该方法利用F-P标准具和相位调制器的配合完成对高速目标的速度分析。在获得基础理论模型的基础上,对直流信号加以利用提升测量范围,同时为进一步扩大测量系统的鉴频范围提出了归一化振幅的方法对鉴频曲线进行深入分析,并且仿真验证归一化振幅的方法可以有效的提升动态测量范围,可以实现对高速目标的速度测量。