高频超视距雷达工作在高频段,能够突破地球曲率的限制,对视距之外的机动目标进行有效检测。它还具有覆盖范围大、全天候等特点,因此在经济和军事领域有着广泛的应用。有关高频超视距雷达的信号处理和检测的研究受到国内外研究学者的广泛关注。本论文重点关注高频超视距雷达中的机动目标信号处理和信号检测,并在已有的S-Method分布算法上,提出了S2-Method分布算法;重点研究了基于时频分析的高频雷达机动目标检测算法,并从分析理论上分析了算法的检测性能。首先,本文研究了雷达机动目标信号处理算法,介绍了经典的时频分析算法,研究了基于S-Method分布的雷达机动目标处理算法的优点和不足,并针对S-Method分布在处理多目标信号时存在的不足之处,提出了S2-Method分布算法,它通过抑制S-Method分布中的交叉项,能够更好地将多个目标分离开来。其次,本文研究了雷达机动目标的检测的算法,其中包括基于傅里叶变换的检测算法、基于时频分析的最优路径检测算法和运动补偿后的检测算法,分别介绍了这些算法的思想原理和检测步骤。重点分析了最优路径检测算法的理论性能,以及算法参数对检测性能的影响。并对最优路径检测算法和运动补偿检测算法的性能进行了探讨和对比。最后,在实测背景下,对高频雷达高速飞行机动目标进行检测。利用基于时频分析的最优路径检测算法,分别对与加速机动目标、多个匀加速机动目标进行了检测,分析了该算法检测性能。同时,本论文还研究了频谱重叠的机动目标检测,在对频谱重叠的机动目标进行检测前,采用本论文提出的S2-Method分布算法将多个频谱重叠的机动目标分离,然后再重构信号,利用最优路径检测算法对重构信号进行检测。最后,利用最优路径检测算法对非匀加速目标进行了检测。