海上目标能够被高频地波雷达探测到需满足两个条件：一是目标具有较大的散射截面，能够在雷达回波中具有较高的散射强度；二是目标相对于雷达有一定的运动速度，能够产生多普勒频移，使其较强的雷达回波从零多普勒处分离出来。
高频地波雷达能够实现海上移动目标的大范围连续跟踪，测定其距离、径向速度和方位信息。地波雷达获取不同阵列的多通道数据，通过距离处理、多普勒处理，给出地波雷达的距离-多普勒（R-D）谱，然后通过杂波抑制、CFAR检测、目标参数估计、航迹跟踪等过程，给出目标航迹信息。图6.10给出了典型的地波雷达距离-多普勒谱。
图6.10 典型的地波雷达距离-多普勒谱
基于R-D谱信息，可以得到目标的距离和速度信息。距离的计算公式为：
式中，R为目标距离，Δt为雷达发射信号到接收信号的延时，c为光速。
通过长时间的相干积累，获取高精度的多普勒分辨率，进而计算目标的速度，目标速度公式为：
式中，f为相干积累后得到的目标多普勒频率，λ为雷达发射信号的波长。
单个通道的雷达数据可以得到目标距离和径向速度，而测量目标方向则要利用多个雷达阵元获取的多通道信息。
由于船只目标在绝大多数情况下都离雷达很远，所以可以近似地把接收到的信号看作平面波，如图6.11所示。
从图6.11可以看出，若以原点的第一个阵元作为参考点，则平面波到达阵元2比到达阵元1的时间超前τ=
，由此可以求出平面波到达阵元2至N的超前时间，由于发送和接收的电磁波都是正弦信号，时间的超前主要体现在各个阵元接收信号的相位不同上，如式（6.49）所示，在窄带条件下，阵列信号可表示为：(www.xing528.com)
图6.11 均匀线性阵列图
式中，w0τ=2πf0τ=2πf0τ=2πf0
，其中λ为波长。将e jw0t归并到s（t）中，可以将阵列信号写为：
我们称此矢量为导向矢量或方向矢量，目标方向信息完全包含在此矢量中。它在信号处理中占据着非常重要的地位。用数字波束合成法（DBF）或比幅测向法等方法对导向矢量进行处理可以求得目标方向。
定义复增益函数WH a（θ）为天线方向图，用P（θ）=
2表示。其中权矢量W=a（α），α在一定范围内选取，当α恰好等于θ时，方向图最大。所以可以令α以一定精度遍历雷达扫描范围，当方向图最大时，权矢量的角度α就是目标方向，此为波束合成的基本原理。
比幅测向法是一种应用比较广泛的传统测向方法。它的基本原理是对两通道或两通道以上所接收到的同一信号幅度进行相位编码。如果对同一雷达信号来说，总有一对相邻的波束分别输出最强和次强波束增益。如图6.12所示，当来波方向为-10°时，在中心指向为-13°和0°的波束上输出了最强和次强增益。
式中，α1和α2分别为相邻的最强波束和次强波束的角度，p为幅值比。
由式（6.52），根据相邻的最强波束和次强波束的角度，与接收信号的功率之比，可以求解来波方向θ。
图6.12 比幅测向原理示意图
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