近年来,外辐射源雷达技术发展速度飞快。该类型雷达在现代战争中存在着诸多优势,并不断被各国学者重视。而且在未来的军事对抗中,该类型雷达地位将日益提高。由于军用雷达信号波形的显著特征,将其作为外辐射源雷达系统的信号源具有良好的探测估计性能。在此基础上,本文运用压缩感知的相关技术,对外辐射源进行系统设计,并实现对目标的检测和距离、速度、方向角度的估计。1.通过分析对比各军事、民用辐射源在外辐射源雷达中的作用距离、距离分辨力和速度分辨力等方面,选出合适的辐射源类型。研究了正交补子空间算法,提出雷达系统辅助天线的主要职责,即作为参考信号和构建直达波、多径信号正交补子空间,实现对主天线信号中直达波、多径信号等杂波信号的抑制。2.基于压缩感知的基本理论,区别于以往进行稀疏重构来检测信号的方法,设计出了两种直接在压缩域中就能够对目标信号进行检测的算法。一种算法基于CA-CFAR的目标检测理论,通过比较检测单元与参考单元的数值大小来进行目标检测,同时设计分析了压缩域滤波器的滤波效果;另一种运用广义似然比的方法对目标回波进行压缩采样,不进行重构实现目标信号检测。3.研究对目标回波信号的时延和多普勒频移的参数估计算法。提出一种不进行稀疏重构,在压缩域下基于广义似然比算法的估计算法;同时提出了一种基于信号在时域和频域的稀疏性,联合构造新型稀疏基的参数估计方法,实现对信号的距离和速度估计。4.基于目标信号的空域稀疏性,使用压缩感知技术对目标进行DOA估计。在原有的线阵模型基础上转化为稀疏阵,运用随机稀疏阵和固定稀疏阵两种模式,通过直达波抑制、解凸优化问题、对信号进行重构等步骤,估计出目标信号的方向角度。