本文瞄准雷达工程的实际需求,针对雷达目标特征提取,雷达目标分类和识别等核心问题,围绕雷达目标散射中心理论及其应用展开研究。论文总结和发展了最新的散射中心模型,并将其应用于复杂雷达目标的脱靶量估计、目标运动特征提取、目标几何特征提取以及高精度的几何重构等,解决了一系列实际工程中的问题。在雷达目标散射中心模型理论研究方面,本文首先总结了雷达目标单基地散射中心模型的最新研究进展,将已认知的散射中心归纳为三类:局部型散射中心模型(LSC)、分布型散射中心模型(DSC),和滑动型散射中心模型(SSC),通过此三类散射中心实现对复杂目标散射特性的精确逼近。在此基础上,提出了基于时频图匹配和遗传算法(GA)的模型参数估计新方法,可实现对模型参数的精确估计,也为研究目标双基地散射中心及利用单基地散射中心模型进行脱靶量估计和目标几何重构提供了理论依据。在双多基地散射中心模型研究方面,本文主要针对典型体目标中的锥体目标,在对比分析其单双基地散射特性的基础上,发现了由于表面波绕射而产生的散射中心,证明了这些散射中心在双基地模式下为重要的散射中心类型。而且这些散射中心产生的影响不同于其在单基地模式下的情况,不可被简单忽略掉。研究证明,此类散射中心在不同形状的锥形目标上表现出不同的属性特征,如在母线为直线的普通锥形目标上,其表现为分布型散射中心(DSC);而在流线型锥体目标上,则表现为位置随雷达视向变化的滑动型散射中心(SSC)。上述结论有助于进一步推进此类散射中心在雷达目标特征提取和目标识别方向上的应用研究。在此研究基础上,本文建立并验证了锥体目标的双基地散射中心模型,该散射中心模型能够精确描述锥形目标在不同雷达视向、入射波极化下的散射特性,且具有一定的频率拓展性,具有较强的实际应用价值。在散射中心模型的应用方面,本文利用上述理论分析,解决了一系列难点问题。首先根据弹头目标的单基地散射中心模型,分析了标量脱靶量估计过程中的体目标效应的实质,并通过设计新的估计方法,有效地降低了由于体目标效应产生的脱靶量估计误差。其次,根据爬行波散射中心的研究结论,本文发现其属性特征包含了丰富的目标微动特征和目标空间位置特征等重要信息,通过结合该散射中心的时频特征和一维像特征,本文提出了相应的运动特征提取方法,实现了对目标微动特征和空间位置特征等物理信息的精确提取。在复杂雷达目标几何特征提取和几何重构这一难题上,本文通过重点分析各散射中心在不同雷达图像中的图像特征,提出了一种基于散射中心模型和时频分析的目标几何重构方法,结果证明该方法相比于通过传统的雷达图像提取目标几何特征的方法,不仅能够准确反演目标的主要几何结构,更能实现对目标曲面外形的精确重构,且重构精度不受带宽的限制。为了保证本文相关研究结论的准确性,本文所有的散射数据均通过精确的全波数值方法—合元极方法(FE-BI-MLFMA)计算获得。