MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)天波超视距雷达,将MIMO雷达的技术和特点应用于天波超视距(Over-The-Horizon,OTH)雷达中,构造了天波超视距、多输入多输出合二为一的新体制雷达模型,此模型在海内外,已经受到了众多雷达领域研究人员的关注和研究。本文考虑MIMO-OTH雷达工作在特定的布站体制中,有别于传统天波超视距雷达布置的庞大发射、接收阵列天线,本文布置了小型化阵列天线,就MIMO-OTH雷达的多站信号联合处理问题进行研究和分析,开展的主要工作和贡献如下:(1)信号相参性分析从信号传输的角度分析接收信号间的相参性,主要考虑不同传输路径的雷达信号对目标的反射系数和路径衰减的影响。重点分析了多接收站的信号之间由于路径距离差而引起的相位差问题。通过仿真分析,指出多站MIMO-OTH雷达的多信号间不适宜采用相参处理,而适合采用更加稳健的非相干处理。(2)非相干多站MIMO-OTH雷达目标位置和速度联合估计性能基于构建的信号接收模型,在发射信号相互独立,噪声杂波为零均值复高斯白噪声随机过程和反射系数相互独立的条件下,推导了最大似然(MaximumLikelihood,ML)估计和目标位置、速度联合估计的克拉美-罗界(Cramer-Rao bound,CRB),并通过Matlab仿真分析了MIMO-OTH雷达的参数估计性能。(3)多站MIMO-OTH雷达目标检测考虑到特定的雷达基站布局,给出目标检测器的两种实现方式,即集中式处理和分布式处理,且分析对比了两种目标检测处理方式。根据最优检测的理论,结合推荐布站形式的性能和传统雷达处理方法,给出了优化的信号处理结构,极大程度上提高了运算效率。然后探讨了多站MIMO-OTH雷达存在的位置之间和速度之间的耦合问题。