目标或目标的组成部分除主体平动之外的振动、转动等小幅运动称为微动。微动反映了目标的精细特征,为雷达目标特征提取和目标识别提供了新的途径。本文针对OFDM新体制雷达目标识别背景,在分析微动目标的OFDM雷达回波调制特征的基础上,研究了微动目标微多普勒和高分辨特征提取方法,以及OFDM雷达波形设计。第一章阐述了课题的研究背景和意义,分别归纳了微动目标雷达特征提取和OFDM雷达研究现状,分析了目前各方面的研究方向及存在的问题,介绍了论文的研究工作。第二章首先分析了振动/转动、进动、翻滚等几种典型微动的规律,总结得出微多普勒信号的统一模型,结合OFDM雷达信号形式,建立了微动目标OFDM雷达回波模型,并基于此模型分别研究了微动目标多普勒历程和高分辨距离像(HRRP)序列的获取方法。从理论推导和仿真实验两方面证明了OFDM雷达能够同时获取目标的微多普勒和HRRP序列,揭示了微动目标OFDM雷达回波的窄带微多普勒调制特征和宽带高分辨特征,为微动目标特征提取打下了基础。第三章首先推导了微动参数估计的Cramer-Rao下限,并提出了基于循环平稳特征的微动参数估计方法,该方法具有估计精度高、抗噪性能强的优点。然后针对时频面上的微多普勒特征曲线,提出了基于扩展Hough变换和基于相干Doppler干涉的微动参数估计方法;针对HRRP序列平面微动目标的特征曲线,提出了基于单距离单元相位特征和基于距离时间域后向投影变换的微动目标参数估计方法,分别适用于微动径向幅度小于和大于距离分辨单元的情况;利用OFDM雷达回波能同时提取窄带微多普勒特征和宽带高分辨特征的特点,提出了联合特征概念和基于联合特征的微动目标物理特征反演方法。最后研究了微动目标二维像特征提取,当微动径向幅度小于距离分辨单元时,提出了基于距离单元相干Doppler干涉的微动目标成像算法;当微动径向幅度大于距离分辨单元时,提出了一种分段伪Keystone变换,实现越距离单元走动的校正,并基于此提出了一种新的快速旋转目标二维成像方法,具有计算量小、分辨率高的优良性能。第四章首先针对OFDM信号包络峰均比过高的问题,研究了改善包络峰均比的波形设计方法,在推导OFDM信号模糊函数的基础上提出了降低自相关函数旁瓣的波形设计方法;然后分析了OFDM雷达性能与OFDM信号参数之间的关系,揭示了微动调制特征与OFDM信号参数、微动目标参数之间的内在联系,并研究了针对微动特征提取的OFDM雷达信号参数设计方法;提出了基于改进宽带模糊函数和基于最大输出信杂噪比的OFDM雷达自适应波形设计方法,初步实现OFDM感知雷达根据目标和环境散射特性变化而智能调整发射波形参数的功能。最后提出了一种新的OFDM相位编码频率步进雷达信号形式,解决OFDM高分辨雷达接收机瞬时带宽过大的问题,并详细分析了这种信号的特性,研究了其合成HRRP的原理和性能。第五章总结了论文的研究成果,指出需要进一步研究的问题。