高频地波雷达在远距离目标探测和海态预报等方面的作用,受到各国研究人员的重视,其工程技术应用也日益成熟。占地面积较大,战时易受敌方的攻击,杂波对其目标探测的影响等都是困扰其进一步发展的关键因素。现有的高频地波雷达发射信号方向固定,不能灵活控制。本文以此为背景研究发射单波束和发射多波束空间合成两种情况下所遇见的问题,针对这些问题提出了相应的解决手段。为了将空域完全覆盖,顺序向各个方向发射单波束,其回波信号的幅度出现了明显的周期性变化,从而在距离多普勒处理时出现了多普勒模糊现象,阵列参数固定的情况下分别给出了飞机和舰船目标不会出现多普勒模糊时的载频范围。发射单波束相比全向辐射在方位角分辨力上有所提升。发射多波束空间合成能够同时向空间中指定的多个方向上辐射特定的信号。分析了两种发射多波束的方法,采用傅里叶变换产生配相相位,计算更快,但是只能产生特定方向的配相相位,不能灵活控制波束指向。发射多波束时采用空时正交编码信号,通过代数法、模拟退火算法和遗传算法等3种方法构造空时正交合成码集,代数法产生编码的速率最快,但是码元长度固定,模拟退火算法和遗传算法产生正交码的性能相当,遗传算法的收敛速率更快,自相关旁瓣和互相关峰值随着码元长度的增加而降低,随着序列数的增多两者并没有发生明显的变化,这也间接说明两种方法的稳健性,随着相位数的增加有所降低。针对空时正交编码信号分析了3种回波处理方法,先距离多普勒后波束形成跟先波束形成后距离多普勒两者的效果一样,但是后者的计算量更低;混合后距离多普勒处理的计算量最小,但是其受正交编码的性能影响较大,实际情况中很难产生理想的空时正交编码信号,因此使用受限。空时正交码信号的距离维旁瓣较高,使用了凸优化工具箱产生失配滤波器,相比于匹配滤波器,距离旁瓣明显降低。最后分析了幅相误差对发射波束旁瓣和指向的影响,利用Walsh码的同步正交性对通道幅相误差进行估计和校正,从仿真结果上看,随着信噪比的增加,估计误差越接近真实误差;同时在远场条件下对天线误差进行估计和校正。