研究和开发高速、加速运动目标的雷达检测技术以及微动目标雷达特征提取技术，对提高雷达性能、扩展雷达功能具有重要意义。高速、加速目标产生的距离徙动和多普勒频率徙动，给雷达探测带来了新的挑战，必须在目标检测前进行相应的徙动补偿。目标在运动过程中复杂的姿态变化，如摆动、旋转、进动等微动，更加提高了雷达检测的难度。然而由微动产生的微多普勒也因其“唯一性”，为其目标识别提供了一种新的途径。本文在相关科研项目支持下，主要围绕窄带线性调频脉冲体制雷达，对高速、加速目标的相参积累检测算法、目标微多普勒时频特征提取算法等关键技术难题进行了深入的研究。具体研究内容如下：1、首先对导弹、弹丸等高速目标运动轨迹及回波信号进行了建模；其次，分析了距离徙动和多普勒频率徙动与雷达参数、目标参数之间的关系，并就徙动对分辨率和积累增益的影响给出了定量分析，数值仿真表明当距离徙动或多普勒频率徙动跨越两个以上分辨单元时，回波积累增益损失在3dB以上，积累检测前需要进行相应的徙动补偿。相关结论可为雷达探测高速、加速运动目标的研究提供理论帮助，为适时选取合理的徙动补偿算法提供指导。2、针对高速目标出现的距离徙动问题，给出了距离徙动补偿算法的三种结构，通过分析包络移位算法的优势与不足，提出了一种基于包络移位和变标处理的距离徙动补偿算法：利用包络移位算法获得目标速度的粗估计值，在此基础上利用变标处理算法获得速度的精估计值，两者结合可降低算法运算量，提高算法的检测性能。另外，在较高信噪比条件下，考虑实际工程对算法实时性的严格要求，提出了一种基于并行霍夫变换的高速目标检测算法，对回波矩阵进行子矩阵分解，分段霍夫变换处理后利用叠加原理实现整个回波矩阵的霍夫变换，该方法可采用数字信号处理（DSP）技术并行处理，能减小运算时间，同时分解子矩阵的任意组合，可提高算法的局部抗干扰性能。最后，通过仿真分析，验证了所提算法的性能改善。3、针对加速目标出现的多普勒频率徙动问题，在分析离散多项式相位变换（DPT）和分数阶傅立叶变换（FRFT）算法的基础上，首先提出了一种基于DPT和FRFT结合的LFM信号检测算法：由改进的DPT算法获得调频率参数的粗估计值，然后在此基础上由FRFT算法完成调频率参数的快速搜索和精确估计，两者结合可提高算法的运算效率和检测性能。在较高信噪比情况下该方法估计性能接近克拉美罗（Cramer-Rao）下界，但当输入信噪比较低时，检测性能将下降。为此，提出了一种基于分段DPT（SDPT）的LFM信号检测算法，对输入信号进行分段相参积累后，再在段间进行DPT或FRFT处理。理论和仿真分析表明该算法的运算量较小，且在低信噪比下的检测性能高于DPT与DPT-FRFT方法，有利于提高雷达对微弱加速目标的检测性能。其次，针对高速、加速目标，给出了距离徙动、多普勒频率徙动共存时的联合徙动补偿方法，在满足目标检测性能的同时，减少了复乘运算量。最后，给出了基于“多活性代理”理论思想的高速、加速目标多帧信号检测方法，并通过实测数据验证了该方法的有效性和稳健性。4、首先，建立了弹丸、直升机等目标的微动模型，并给出了不同微动特征下的微多普勒频率数学表达式。其次，分析了两种经典的微多普勒时频分析方法，发现基于魏格纳-威尔分布（WVD）的分析方法由于自相关函数交叉项而影响了其时频分析的效果；而基于短时傅立叶变换（STFT）的时频分析方法，虽不受交叉项影响，但不能同时获得时间域和频率域的高分辨率。为此，采用了基于短时分数阶傅立叶变换（STFRFT）的时频分析方法，并给出一种STFRFT时频分辨率的数学计算表达式，有利于时频分辨率的量化比较。其次，考虑实际中微动目标常含有多个微动分量，提出了一种多阶次STFRFT方法进行微多普勒信号时频分析的算法，通过多阶次匹配，完成多微动分量信号的时频曲线拟合，提高了微动频率估计精度。最后，通过仿真实验验证了所提算法的有效性及优越性。5、搭建试验系统，利用实测数据分析算法性能。首先，对2、3中所提徙动补偿算法性能进行验证。实测数据表明：对民航机、某火箭弹数据进行徙动补偿后，信噪比较动目标检测（MTD）方法分别提高约5dB、11dB；针对两种不同口径的榴弹炮弹丸数据分别进行联合徙动补偿后，信噪比较MTD方法最高提高约5dB。其次，验证采用4中所提时频分析算法对目标微动特征进行提取的有效性。实测数据表明：针对榴弹炮、迫击炮、火箭弹三种目标的弹丸，提取到的微动特征可实现对不同弹丸的初步分类；针对直升机和风扇实测数据，提取到的微动特征可帮助确定目标的叶片个数，并完成其旋转频率的估计。