在过去很长一段时间里,雷达探测和无线通信相对独立发展,但二者具有很多相通之处,如硬件基础、信号理论、总体结构,这为一体化提供了实现可能。近年来,由于信息技术的飞速发展,雷达通信一体化逐渐被提出来,一体化信号不仅能同时实现通信传输和雷达探测功能,而且提高频谱利用率和能量利用率。以往的研究中,有一些信号被用来实现雷达与通信的一体化,包括线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM）信号、正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiple,OFDM）信号等。LFM信号具有优异的脉冲压缩,是雷达探测和成像的理想波形,OFDM信号抗多径衰落、提高频谱利用率。然而,较高的峰均功率比导致明显的非线性失真、较低的功率效率和较差的系统稳定性。目前有两种恒包络方法,一种是对信号进行相位调制,使恒模信号携带信息,另一种实现恒包络的方法是用数学优化算法对信号进行处理。但是前者在处理过程中引入了子载波间的干扰,导致性能大大降低;对后者而言,传统的数学处理方法很难实现恒模约束,或者需要通过放松条件来实现求解,这大大降低了一体化信号的性能和计算效率。因此,一种高效并且能够保证一体化信号性能的信号处理方案,对于雷达通信一体化的更好应用具有重要意义。本文基于黎曼流形优化算法对雷达通信一体化信号进行恒包络设计,实现了恒包络框架下的一体化信号发射与接收处理。本文研究如下:第一部分介绍了雷达通信一体化的理论基础。包括二者在实现一体化设计中的软硬件可行性分析,在理论可行的基础之下对二者进行一体化设计的系统方案,以及在此方案框架下对一体化系统的性能分析和评价准则。可以看出,雷达与通信的一体化设计带来了频谱资源利用率高、能量资源利用率高、应用场景多元等好处。第二部分介绍了发送端基于黎曼流形优化的雷达通信一体化恒包络信号实现方案,包括恒包络信号原理、相关性能、突出优势以及实现路径,对比分析目前已有的恒包络实现方案。重点研究了黎曼流形的数学理论知识、黎曼流形优化算法,以及雷达通信一体化恒包络建模、数学优化求解,并仿真分析了所设计恒包络一体化信号的性能。第三部分对雷达通信一体化系统的接收端进行了研究设计。首先,实现接收端的处理方案,包括接收信号解调、匹配滤波等。其次,在雷达接收端基于广义似然比目标检测和卡尔曼算法的目标探测以及性能仿真分析。最后,在通信接收端恢复发送的符号信息,并对比分析一体化信号的通信性能。