天波雷达中电离层污染校正和目标高度估计具有非常重要的研究意义。天波雷达向空中发射高频电波,经过电离层反射,实现目标探测。但电离层的不稳定性会对回波造成影响,其对回波产生的相位污染会导致回波信号频谱展宽,严重影响天波雷达目标检测性能,因此需要对回波进行电离层污染校正。另外,高度作为目标的重要信息,可以为判断目标类型,管理飞机航迹,探测敌方秘密基地位置等提供依据,因此对目标高度进行估计非常重要。目前已有的一些电离层解污染算法存在精度不够高,污染相位快变时可能失效的问题;此外天波雷达测高算法也存在估计精度不够高,收敛速度不够快等问题。本文围绕上述问题进行了深入研究,归结如下:(1)基于匹配傅里叶变换的电离层相位解污染研究提出了一种基于匹配傅里叶变换的电离层解污染算法,该算法首先采用三次相位函数分段逼近回波,再通过匹配傅里叶变换估计污染函数,最后利用得到的污染校正函数进行电离层解污染。仿真结果表明,所提算法相对传统Hankel矩阵降秩(HRR)算法具有更好的解污染效果,且不需要回波成分这一先验信息;此外该算法在电离层污染相位快变和慢变的场景下均可以取得较好的解污染效果。(2)基于稀疏重构的高精度电离层相位解污染研究在上述匹配傅里叶变换解污染算法的基础上,提出了一种基于稀疏重构的高精度电离层相位污染校正算法,该算法将电离层相位污染函数建模为稀疏信号形式,通过快速的分裂Bregman迭代方法求解污染函数,再利用污染校正函数进行解污染处理。仿真结果表明,所提算法相对复数能量检测(CED)算法具有更高的估计精度和更好的解污染效果;此外该算法具有较强的适应能力,其无论是在污染相位快变、慢变的场景下还是在高杂噪比和低杂噪比条件下均能取得较好的解污染效果。(3)基于电离层连接层的最大似然匹配场测高算法研究给出了一种基于电离层连接层的最大似然匹配场测高算法,该算法首先建立了含连接层的电离层模型,然后构建了关于目标高度的似然函数,并通过求解联合概率密度最大值对应的高度,得到目标的高度估计值。仿真结果表明,该算法相对子空间匹配场测高算法具有更高的估计精度和更快的收敛速度。