杂波背景中目标检测是雷达系统的基本任务之一。随着现代隐身技术的发展,目标的雷达截面积显著减小,回波信号变得十分微弱,信杂比显著下降;同时,城市、山地、和海浪等背景产生的杂波,强度大,均匀性差。这两方面因素的共同作用的结果,导致基于均匀杂波假设的传统检测器性能明显下降,尤其是在低信杂比或强杂波情况下,性能下降更为显著,这使得非均匀强杂波下的目标检测面临严峻挑战,已成为现代雷达信号与数据处理必须解决的难点问题。本文围绕非均匀强杂波下的目标检测问题,开展了杂波建模、检测器设计、仿真检验和实测数据验证等研究工作,主要内容如下:1.针对内海、湖泊等逆高斯(IG)调制复合高斯(CG)(IG-CG)非均匀强杂波,提出了基于两步广义似然比(GLRT)准则的自适应检测器,克服现有非均匀检测器杂波模型失配的缺点,检测性能得到改善。2.针对纹理分量部分相关的非均匀地/海强杂波,根据两步广义似然比(GLRT)准则,提出根据纹理分量和斑点分量估计杂波协方差矩阵,以改善检测器的杂波自适应性能,能够降低杂波模型失配对检测性能的影响。3.针对城市、海洋、植被等复合高斯非均匀强杂波,提出了GLRT-MSD,Rao-MSD和Wald-MSD等三种自适应多帧检测器,以期有效利用目标杂波的帧间相关性差异,提升分辨单元内运动小目标的检测性能。4.针对循环平稳的非均匀海杂波,提出了M-NHD和SV-NHD非均匀多帧检测器,可以避免非均匀参考数据对分辨单元内运动目标检测性能的不利影响。5.针对城市、海洋、植被等复合高斯非均匀强杂波,提出VL-HSCD,VL-HKelly和VL-HAMF等自适应非均匀多帧检测器,结合混合协方差矩阵估计方法和Viterbi-like(VL)帧间积累方法,可以提升跨分辨单元运动目标的检测性能。上述的检测算法,已通过仿真数据或实测数据的验证,其中,实测杂波数据为国际通用的IPIX雷达数据,仿真中的杂波参数主要来自于对实测数据的估计。