弹道导弹防御系统担负着现代战争条件下战略预警的重要任务,系统中核心技术之一就是对真假弹头的识别。具有宽带工作模式的陆基相控阵雷达以其较高的距离分辨能力,能够获得目标的一维距离像(High Resolution Range Profile: HRRP)与二维逆合成孔径雷达图像(Inverse Synthetic Aperture Radar:ISAR),可以提高弹道导弹防御系统对弹道导弹目标的识别能力,是整个弹道导弹防御系统的核心。本文以弹道导弹防御中的真假弹头识别为背景,以HRRP和ISAR像为基础,针对弹头、各类轻/重诱饵开展了特征提取方法和算法研究。并利用仿真数据对本文研究的各种特征提取算法进行了验证,证明了方法和算法的有效性。本文的主要工作如下：1.分析了典型弹道导弹弹头模型的电磁散射特性和运动特征。建立了描述弹头微动状态的目标本体坐标系等四个坐标系,并给出了坐标转换的方法。为后续研究弹头在不同运动参数下进行回波与算法仿真提供了支撑。2.分析了弹头运动对一维距离像的影响,重点开展了基于HRRP的目标长度特征、进动周期和进动角等运动特征提取的方法和算法研究。利用目标电磁散射的仿真数据进行了仿真实验,验证了以上几种方法和算法的有效性。3.介绍了ISAR成像的原理,对几种经典的平动补偿算法进行了仿真验证,为进一步的弹道导弹目标的ISAR成像研究奠定了基础。4.分析了弹道导弹中段飞行的ISAR成像的条件,研究了通过弹头特有的进动运动进行成像的方法并进行了仿真。根据弹头形状结构,研究了通过ISAR图像提取目标长度特征的方法。仿真结果表明该方法提取的弹头长度特征受弹头的姿态影响较小,是一种较为稳健的特征。