由海表面的后向散射作用形成的海杂波严重干扰雷达对目标的检测,海面弱目标常常被海杂波所淹没。为了提升雷达对于海面弱目标检测的能力,本文基于某岸基雷达的X波段实测海杂波数据,分析了海杂波的特性,并对海面弱目标检测算法进行了研究。本文主要研究工作为:1、利用实测海杂波数据对海杂波物理散射特性、统计特性、时频特性以及时空相关性进行分析。首先通过分析海杂波的成因,得出海杂波的物理散射模型由布拉格散射、突发散射和白浪散射的一种或多种散射模型复合表示的结论。接着利用四种典型的海杂波统计特性模型分析海杂波的统计特性,通过对实测海杂波数据中强弱海杂波进行概率密度函数（PDF）拟合,得出强弱海杂波符合不同分布的结论。利用短时傅里叶变换（STFT）和维格纳威尔分布（WVD）分析实测海杂波数据中强弱海杂波的时频特性,并提供了抑制WVD交叉项的解决方案。最后通过分析实测海杂波数据中强弱海杂波的时间相关性和空间相关性,研究了海杂波的时空相关性。2、海杂波的传统奇异值分解（SVD）算法存在算法复杂度高以及虚警率高的问题,利用同一距离单元中海杂波的能量远大于目标这一特点对算法进行改进,提出改进型奇异值分解的海面弱目标检测算法。该算法能够以较低的算法复杂度实现对于海面弱目标的检测,不需要目标与海杂波的先验信息,能够同时检测运动目标和静止目标,但存在适用范围的限制以及目标与海杂波同时被抑制的问题,对于同一分辨单元多目标的情况检测效果不佳,适用于较多采样点的数据。3、根据目标与海杂波在时频域多普勒频率稳定度的差别,提出一种基于短时傅里叶变换的海面弱目标检测算法,该算法可以对海面弱目标进行检测,能够同时检测运动目标和静止目标,无需目标与海杂波的先验信息,能够对同一分辨单元存在多个信杂噪比相差较大的目标情况进行检测,且无虚警问题。利用WVD具有较好时频聚集性,对基于短时傅里叶变换的弱目标检测算法进行改进,保留其应对同一分辨单元存在多个信杂噪比相差较大的目标情况的优势,提出基于STFT和WVD的海面弱目标检测算法。与基于短时傅里叶变换的海面弱目标检测算法相比,该算法能够检测更低信杂噪比的目标。为了进一步检测更低信杂噪比的目标,引入统计的思想,对基于STFT和WVD的海面弱目标检测算法进行改进,提出基于统计的STFT和WVD的海面弱目标检测算法。与基于STFT和WVD的海面弱目标检测算法相比,该算法能够检测更低信杂噪比的目标,对于同一分辨单元多目标的情况具有很好的检测效果。