本发明公开了一种非均匀子带宽正交频分复用调频信号波形优化方法，主要解决现有技术雷达信号检测能力不足，雷达系统的固定的发射波形与当前环境状态失配的问题。其实现方案是：根据杂波、噪声和目标的谱分布信息求解最大信杂噪比准则下的理想波形能量谱密度εopt(f)；建立正交频分复用线性调频信号的波形参数与其能量谱密度之间的关系模型；以待优化波形与理想波形能量谱密度之间的最小均方误差为准则建立目标函数；通过对目标函数求解得到最优波形的参数。本发明增大了输出信号的信杂噪比，提升了雷达的目标检测性能，且信号波形具有时宽和带宽乘积值大以及时域峰值平均功率比低的特性，可用于杂波抑制。