外辐射源雷达因具有绿色环保、抗隐身特性、抗辐射摧毁、低成本易部署等诸多优点引起了国内外学者的关注而成为近十年来的研究热点。随着国内外研究机构对外辐射源雷达深入而广泛的研究,当前在理论研究和技术实现上已出现不少突破性进展。与此同时,新的应用场景的不断出现也带来了许多新的研究课题,亟待解决。围绕着特定应用场景中如何实现阵列排布的最优化、如何对直达波干扰进行有效抑制、如何实现信号的实时处理,本文就阵列信号处理若干关键技术进行了讨论与研究,具体工作如下：(1)针对常规阵型在外辐射源雷达特定应用场景中适应性差的问题,提出了适用于最远探测距离的方向性系数最优准则,以及适用于全方位最小定向误差的峰值旁瓣比(PSLR)准则,论证了阵列方向性系数与阵元坐标的关系、一维阵列间距微小扰动与旁瓣电平的关系,解决了两类典型场景中限定阵元数量情况下的外辐射源雷达阵列排布最优化问题。(2)基于DRM数字调幅广播的特点,提出了一种利用直达波频率导频信号的高频外辐射源雷达接收阵列幅相一致性校正新方法。首先介绍了DRM广播的信号结构,分析了其导频信号作为校正源的可行性,考虑到高频段电磁环境和传播环境的时变非平稳特性,接着提出了一种基于平移不变阵元偶在时间上优选直达波校正数据的方法,最后结合地波模式和天波传播模式高频外辐射源雷达实测多通道数据,比较了该方法与其他辅助定标源方法用于接收阵列校正的效果,分析结果证实了该方法的有效性。(3)针对常规自适应波束形成技术在外辐射源雷达强直达波干扰下效果差的问题,提出了基于线性约束最小方差(LCMV)的直达波零陷静态波束形成方案,以及利用协方差矩阵锥化(CMT)技术进行直达波零陷展宽的稳健自适应波束形成方案,在仿真分析基础上对该方案进行了实测数据处理验证,实现了外辐射源雷达对直达波干扰的有效抑制、降低了杂波谱功率、提高了系统目标检测性能。(4)针对单调频广播外辐射源雷达面临的带宽时变及RCS闪烁等问题,提出了多调频信号联合探测的实验方案,并利用武汉大学研制的多调频外辐射源雷达系统开展了外场实验验证。首先阐述了多调频广播外辐射源雷达的工作原理,在信号特性统计分析的基础上论证了多调频信号联合探测的必要性和优越性,推导了调频信号数量与目标检测概率的关系,最后展示了实测数据处理结果并对结果进行统计分析。(5)针对外辐射源雷达在使用较大带宽信号引起的处理难度增加问题,提出了基于GPU并行计算以实现DTMB信号实时处理的解决方案,分析了CUDA架构下的信号重构、杂波抑制、匹配滤波等算法的并行化处理流程,开发了模块化的程序软件,通过对不同时段多场连续数据的测试,实现8 MHz带宽信号了实时处理。