现代战争条件下,弹道导弹作为一种极具威胁性的作战武器,因攻击距离远、命中目标精度高、击打速度快、爆破威力大、生存能力强、机动性能好等优点,得到极为广泛的应用。雷达可以在全天开展实时性工作,作用距离远,广泛运用于弹道导弹防御系统中的预警探测、跟踪、识别、制导、拦截以及杀伤效果评估等各个阶段,发挥着难以替代的作用。雷达目标识别的关键是有效特征的提取,是目前信息处理领域的一个重要的研究方向。在新的战争条件下,无论出于国家的国际地位提升,还是出于国家安全的保卫,对弹道导弹目标的识别技术的研究以及改进都受到各国相关研究人员的高度重视。如何正确识别弹道目标在一定程度上能决定弹道导弹防御系统的成败。论文以弹道导弹攻防对抗为背景,以模型建立——参数估计——目标微动与物理特征提取为主线,理论分析与计算仿真相结合,系统深入地对微运动目标的雷达信号处理与特征提取进行研究。论文首先分析了中段弹道目标的散射模型,基于理想点散射中心理论,推出了理想点散射情况下微多普勒的统一表达形式——三参数的正弦调频信号。其次根据散射中心理论和攻防对抗的情形推导了基于非理想散射的弹道中段目标微多普勒模型,研究了滑动型散射中心对微多普勒的影响。随后研究了雷达目标微多普勒的参数化估计方法,并针对处于基本微运动中的理想散射中心回波微多普勒,采用时频分布-霍夫变换进行参数估计。最后研究了基于非理想散射的弹道中段锥体目标微多普勒参数估计,提出了一种基于TFD-Hough变换的联合参数估计方法,并对提出的方法进行了仿真和分析。