调频连续波雷达具有灵敏度高、功耗低、穿透能力强以及成本低的优点,并受天气影响小,可全天候工作,开展基于调频连续波雷达的非接触式振动目标监测研究具有重要意义。本文基于调频连续波雷达系统,从软件算法研究和硬件设备改善两个方面探索了振动目标的非接触式监测技术。首先,阐述了调频连续波雷达监测振动目标的工作原理,针对振动目标的非接触式调频连续波雷达监测系统建立了振动目标信号模型,为振动目标参数估计奠定理论基础。其次,研究了调频连续波雷达振动目标监测系统的参数估计算法。推导了参数估计的克拉美罗下界,仿真分析了基于快速傅里叶变换（Fast Fourier Tranform,FFT）和基于最大似然估计（Maximum Likelihood,ML）的两种参数估计算法。Monte Carlo仿真实验结果表明,相比基于FFT的参数估计算法,基于ML的参数估计算法具有更高的估计精度。再次,分析了谱估计算法原理及频率估计误差因素,在原有参数估计算法的基础上,提出了基于改进Rife和基于改进Quinn的两种频率估计优化算法。实验结果表明,基于改进Rife和基于改进Quinn的估计算法均能通过提高频率的估计精度进而提高振动目标的参数估计精度。最后,针对低信噪比条件下振动目标参数估计精度低的问题,提出了一款平面聚焦透镜以提高目标振动信号的信噪比。基于Malta单元结构,改进了一种新型的透镜单元结构,实现高效率传输下的360°相移范围。根据相位补偿原理设计了平面聚焦透镜并进行了仿真,仿真结果表明,平面聚焦透镜可有效实现波束聚焦,进而提高了振动目标参数估计精度。