近年以来,雷达微多普勒研究方兴未艾。随着我国相继建成了一大批大跨度和超大跨度桥梁,桥梁的安全性和耐久性已成为人们关注的热点。研究桥梁的微多普勒现象有助于深入了解桥梁的力学变形和结构,从而计算出模态参数。本论文对桥梁微多普勒效应进行广泛而深入的研究,具体工作包括:基于IFFT变换分析频率步进雷达的回波信号,得到目标的一维距离像。随后推导频率步进雷达在高斯白噪声情况下,对目标物距离进行估计所产生误差的Cramer Rao方差下限。并且深入研究一维距离像的测距精度,主要采用了直接取峰值法、波形分析法、相位差法以及Rife算法。提出了三种改进的Rife算法,实验结果表明,改进的Rife算法综合性能较好。针对含有微多普勒的回波进行目标物体时频信息的特征提取工作,分析出桥梁的本征振动频率。采用Wavelet Transform(WT)对桥梁整体架构的本征频率和阻尼参数进行分析。利用固有模态分解算法进行降噪处理,并且验证了其有效性。最后利用基于EMD分解的HuangHilbert变换分析桥梁的微多普勒效应,得到桥梁的本征振动频率。用到的分析方法有小波变换、经验模态分解(EMD)、Huang-Hilbert变换以及魏格纳变换(WVD)等。利用已有的雷达硬件平台编写基于C语言的数据处理程序,整个数据处理过程包括去冗、分离,最后IFFT形成一维距离像。并且利用多帧一维距离像尖峰处的点比较信号点的相位,从而换算出物体的微小距离改变。