基于雷达波的目标识别技术已成为当今的研究热点。除了目标的外形、材料等特征之外,其微动如转动、振动等特征也引起了人们的广泛关注。其中,目标识别的关键之一是能够有效地估计微动特征参数,如幅值、频率等。本文以振动目标为研究对象,围绕其回波信号幅值估计方法展开了一系列的研究,包括基本原理、幅值估计、杂波抑制和样机设计等。本文首先描述和分析了振动目标检测的基本原理,包括回波信号理论公式、微多普勒频移和信号处理方法等,并重点分析了频谱分析和时频分析信号处理方法。接着研究了振动目标的幅值估计方法。分析和比较已有的幅值估计方法,结果表明:谐波峰值比法主要用于目标幅值较小的情况,且实际中由于峰值不准确,导致其估计误差很大;时频分析峰值法一般用于目标幅值较大的情况,其估计误差受到时频分辨率的制约。本文提出了一种根据谱线对的个数估计目标幅值的方法,该方法在目标幅值较大和较小时均适用,具有较好的性能。然后分析了非理想条件下杂波抑制技术。由于杂波严重影响目标幅值的估计,因此需要抑制杂波。对于运动杂波,一般采用MTD(Moving target detection,动目标检测)抑制技术。然而,目前主要是针对目标为匀速或者近似匀速运动的情况。本文研究了目标为振动时的MTD抑制效果,结果表明MTD对目标谱线之外的杂波抑制效果较好,而谱线之间的杂波效果较差。最后设计了基于FPGA的目标检测原型样机,包括整体设计、硬件设计和软件设计等。测试结果表明,该样机可以实时显示振动目标的频谱信息。