Los radares convencionales suelen utilizar una forma de onda de frecuencia modulada lineal (LFM) como señal transmitida. El radar LFM es un sistema simple, pero su función de respuesta al impulso produce un lóbulo lateral de -13.25 dB, lo que a su vez puede dificultar la detección de objetivos débiles al ahogar la información de objetivos débiles adyacentes con el lóbulo lateral de un objetivo fuerte. Para superar este desafío, este documento presenta un método de modelado y optimización para formas de onda de frecuencia modulada no lineal (NLFM). En primer lugar, el modelo de relación tiempo-frecuencia de la señal NLFM se combinó utilizando el polinomio de Legendre. A continuación, la señal se optimizó utilizando un método bioinspirado, conocido como el algoritmo de luciérnaga. Finalmente, los resultados numéricos muestran que las ventajas de la forma de onda NLFM propuesta incluyen una alta resolución y alta sensibilidad, así como lóbulos laterales ultra bajos sin pérdida de la relación señal-ruido (SNR). Hasta donde saben los autores, este es el primer estudio que utiliza señales NLFM para mediciones de mejora de la velocidad del objetivo. Es importante destacar que los resultados muestran que mitigar el lóbulo lateral de la forma de onda del radar puede mejorar significativamente la precisión de las mediciones de velocidad.