随着理论研究的不断深入和雷达信号处理技术的不断提升,目标各向异性散射中心参数估计成为了雷达信号处理领域的一个重要研究内容。提取并分析目标回波中的散射中心信息可以获取反映目标本质属性的特征,如目标体的物理尺寸以及典型部件结构等信息。小角度处理时一般将目标散射中心近似成各向同性的,但研究微动目标时,若忽略目标的各向异性特性,小角度近似会使估计结果产生较大误差。论文根据电磁散射特性构建完备精确的散射中心模型,并估计各向异性散射中心模型参数分析目标特征信息。论文主要内容概括如下:1.构建了各向异性散射中心模型。介绍了雷达观测几何结构以及散射中心的基本概念和主要类型。从雷达实际观测结构出发根据散射中心散射特性提出观测数据和散射函数的关系式,即点散射中心模型,从该模型推导出散射中心径向距离像模型。引入各向异性散射中心的概念,详细讲解其含义和表征方式,提出各向异性散射中心模型。2.研究了基于信号稀疏表示的散射中心参数估计方法。介绍了信号稀疏表示和正则化及逆运算等相关知识。根据目标各向异性特征构建角偏散射先验信息集合,并分析集合中基向量所加载的脉冲波形对基向量互相关性的影响。各向异性散射中心模型离散化构建其矩阵表达式,获取观测信息稀疏表达过完备矩阵。提出用稀疏正则化求解观测信号稀疏表示问题,用拟牛顿法求解该非线性优化问题,估计模型参数,获取散射中心位置和移动半径。从二维观测模型扩展到三维观测模型,提出用正交匹配追踪算法估计三维各向异性散射中心模型参数,并通过交替投影法对所估参数进行修正。通过对电磁计算数据的仿真实验证明,所提参数估计方法是有效合理的。3.研究了基于高分辨距离像的散射中心参数估计方法。介绍了基于加权最小二乘的幅相估计自适应迭代算法,该算法能够使幅度估计和频率估计都满足克拉美-罗限,仿真实验表明该算法得到的距离像具有主瓣窄,旁瓣低,分辨率高的特点。本文分别提出二维和三维散射中心径向距离像模型,根据目标高分辨距离像关联各散射中心幅相信息,运用解方程式方法估计散射中心位置和运动信息,运用余弦基扩展散射幅度,该方法运算简便求解准确。所提方法都通过对电磁计算数据仿真实验得到验证。