高频雷达利用短波电磁波能沿地球表面绕射或被电离层折射返回地面的电磁特性实现超视距传播,具有作用距离远、低空性能好、反隐身、抗反辐射导弹等突出的性能优势,是主权国家用于战略预警、国土防空、海洋权益维护的重要装备。然而,现有的高频超视距雷达多数采用主动辐射信号的有源体制,其弱点也十分明显：由于需要巨大的天线和发射功率,雷达系统十分庞杂,研制和部署难度大,机动性和隐蔽性也不理想,战时生存能力有限。高频外辐射源雷达(HFPBR)是一种利用第三方发射的短波信号实现目标探测和环境监测的双/多基地雷达系统。作为对高频超视距雷达的有益补充,HFPBR能综合高频雷达和外辐射源雷达的多种优点,有效改善雷达综合探测性能、降低研制和运行成本、提高战时生存能力,可为我国远程预警、国土防空、海洋权益维护以及环境遥感提供一种新型探测手段。近年来,随着数字广播电视信号逐渐替代传统模拟广播,基于数字广播电视信号的外辐射源雷达逐渐成为研究热点。DRM (Digital Radio Mondiale)数字短波广播标准是目前被国际电联广播业务组(ITU-R)确定为全球短波数字声音广播的唯一制式,日益普及的数字短波广播为研究HFPBR雷达提供了条件。本文研究了基于数字短波广播的HFPBR新体制及信号处理若干关键技术：分析了该体制雷达的传播机理和信号特征,系统评估了典型传播模式下的探测机理、探测性能和技术可行性；深入研究了参考信号获取、直达波和多径杂波抑制、射频干扰抑制、目标信息提取等信号处理关键技术,在归纳分析常用解决办法的基础上,定量比较了不同的参考信号获取方式、创新性地提出了适宜于数字广播信号特征的杂波抑制方法、定量分析了同步误差对杂波抑制算法性能的影响、定性分析了射频干扰在基于数字广播波形的外辐射源雷达中的信号特征等；结合基于DRM数字短波广播的HFPBR实验研究,给出了不同实验条件下的典型探测结果,测试了信号处理关键技术的不同解决办法,验证了本文提出的理论和方法的有效性,从实验上证实了利用DRM广播实现超视距无源探测的技术可行性,为该探测技术的进一步发展奠定了理论与实验基础。本文主要研究内容如下：(1)分别从传播机理和探测信号特点两方面研究了HFPBR的工作体制。首先结合高频电磁波的传播特点和HFPBR的系统配置从理论上探讨了该新体制雷达各种可能的传播模式,利用雷达方程分析了HFPBR不同探测模式的可行性和探测性能；然后分析了数字短波广播作为雷达探测波形的可用性,研究了其用于雷达探测时的波形特性,并结合雷达探测的需求提出了相应的波形修正方法；最后结合不同探洲模式对雷达波形参数设计进行了研究。(2)研究了外辐射源雷达信号处理的一般流程,针对其中的几个关键技术,如参考信号获取、直达波和多径杂波抑制、匹配滤波、目标检测与跟踪等,给出了常用的解决办法,分析了不同的参考信号获取方式,展示了常用的时、空域杂波抑制方法,研究了适合工程使用的匹配滤波实现方法,说明了各波段外辐射源雷达目标信息获取面临的实际问题等,为HFPBR目标探测和环境遥感的研究和实现奠定了基础,而HFPBR自身的特殊性和复杂性正是本文的研究目的之所在。(3)利用数字短波广播的信号结构,对于基于数字短波广播DRM的HFPBR重点研究了其参考信号“解调—再调制”重构提纯方法的关键模块,分别从匹配滤波性能与杂波抑制能力两方面定量评估了参考信号重构对雷达探测性能的影响,并将此参考信号获取方式与其它方式进行了比较,明确了雷达探测性能对这两种方法取参考信号纯度的要求,指出个各自的优缺点和适用范围。(4)利用数字短波广播信号采用多载波调制技术的特点,建立了HFPBR阵列信号模型,研究了利用正交频分复用OFDM多载波信号结构的空、时、频域多径杂波抑制方法,提出了一种针对OFDM多载波信号结构的时、频域多径杂波抑制方法,并将其推广至其它波段OFDM波形外辐射源雷达。此外,还研究了同步误差对杂波抑制能力的影响。(5)分析了射频干扰在基于OFDM波形的外辐射源雷达中的信号特征,结合外辐射源雷达波形特征和信号处理流程研究了射频干扰在回波信号中的形态及其对目标信息获取的影响,并考虑了可用的干扰抑制策略。(6)结合新体制雷达的特点初步分析了HFPBR中不同传播模式下的目标定位方法,包括目标方位估计方法和距离估计原理。特别研究了涉及电离层传播路径的HFPBR探测模式下目标实际距离的估计问题,给出了基于简化平面模型的目标距离估计方法,并探讨了利用更精确的如基于射线追踪的目标定位方法。(7)结合外场试验实测数据,从实验的角度验证了基于数字短波广播的HFPBR雷达的应用性能,通过实测数据分析的结果评估了本文所述理论的正确性与关键技术的可行性,为HFPBR探测技术的进一步发展提供了理论与实验基础。