中高层大气的动力学研究是大气物理研究的主要内容之一，其目的是获取大气的风场、温度、密度等物理参数。由于中高层大气的高度限制，探空气球、火箭等技术较难进行实地探测，而雷达则可以对该区域进行持续不间断的观测，并可以根据理论模型得出一系列物理量，因此雷达技术在大气探测领域得到了长足发展。　　中频雷达利用60至100 km高度范围内所存在的尺度范围为几米到几百米的电离层不规则团块界面所形成的折射指数梯度，通过发射中频频段的电磁波来获取部分反射回波，从而实现对60至100km（白天）和80至100km（夜间）范围内大气中风场和电子密度的持续观测。经过长期发展，中频雷达已具备了设备简单、运行方便和无人坚守等特点。　　中频雷达通过全相关分析法来反演中高层大气的风场，其原理是通过雷达发射电磁波并利用地面上空间分置的一组天线接收回波，通过分析这些回波之间的相关关系来估计造成回波的不规则体运动的速度，亦即风速。在全相关分析法的实现过程中，雷达接收端必须依次完成圆极化回波的接收、相关函数计算、相关函数降噪、椭圆参数计算、风场计算、依据标准筛选风场分量等一系列步骤。　　本文利用中国电波传播研究所昆明观测站中频雷达的原始数据，研究并开发了一套基于全相关分析法对大气风场进行反演的程序。为正确反演风场，本文研究了全相关分析法反演过程中的一些关键的信号处理技术，主要包括：　　1、基于中高层大气特性的中频雷达回波模型。在进行理论研究时，有时候无法根据假设的条件获取特定的回波，所以本文研究了基于中高层大气特性的中频雷达回波模型，利用模型获取了回波时间序列来进行后续研究，回波模型是后续理论分研究的基本工具。　　2、正交偶极子天线接收圆极化波的方法及改进。本文针对中频雷达常用的正交偶极子天线，研究了一种在工程应用具有一定实践意义的新的圆极化回波接收方案。　　3、中频雷达主要噪声及噪声抑制技术。全相关分析法最关键的部分是相关函数的计算，然而理论分析和实践均表明相关函数通常会受到噪声的干扰。本文从理论和实践角度研究了相关函数的降噪技术。