针对越来越复杂的电磁干扰环境以及越来越强的干扰作战能力,稳健且可靠的干扰抑制方法能够有效地提升雷达系统在复杂电磁干扰环境下的目标检测以及跟踪能力。但目前绝大多数的干扰抑制方法都是在接收端采用基于自适应接收波束形成技术的被动对抗方式,其在实际的应用过程中可能不足以有效地对干扰进行抑制。针对于此,雷达系统应在发射端采取更加主动的对抗方式,消耗电子干扰的能力,进而降低干扰信号进入到接收机中的可能性,并进一步与被动对抗方式紧密结合以充分地挖掘雷达系统潜在的抗干扰能力。此外,由于多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达的每个发射天线能够辐射不同的波形,使其拥有相对较多的发射端自由度,因此本论文将以MIMO雷达作为实现平台,对发射方向图设计、稳健自适应接收波束形成以及基于子阵划分的收发联合波束形成展开研究,以尽可能满足现代雷达系统的抗干扰以及目标检测与跟踪等能力的需求。本论文的主要研究内容如下:1.研究发射方向图优化设计方法。简单介绍了几种较为经典的发射方向图优化设计方法,并针对现有发射方向图优化设计方法对3d B主瓣宽度的选取较为敏感的问题,提出一种基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图优化设计方法。该方法通过约束发射方向图的主瓣形状有效地避免了主瓣分裂现象的产生,并利用修正矩阵修正发射波形协方差矩阵的非对角线元素上的值明显地降低了发射方向图的旁瓣水平。仿真实验结果表明利用该方法综合得到的发射方向图不但拥有期望的主瓣形状,而且拥有较低的旁瓣水平。此外,针对旁瓣空间区域中非均匀杂波的抑制问题,提出一种基于一定先验信息的MIMO雷达发射方向图优化设计方法。基于接收回波中目标信号的先验信息,该方法通过发射一确知波形估计得到接收回波中杂波加噪声的平均功率,并以最大化接收回波中目标回波功率和杂波加噪声平均功率的差值与目标回波功率的比值为准则建立优化模型对发射波形协方差矩阵进行了优化设计。仿真实验结果表明利用该方法综合得到的发射方向图能够在强旁瓣杂波所在的空间角度上形成零陷,有效地提高了接收回波的信杂噪比。2.研究存在一定误差时的稳健自适应接收波束形成方法。对角加载方法是目前应用最为广泛的一种稳健自适应接收波束形成方法,其能够有效地提升自适应接收波束形成器的稳健性,但是如何确定出加载量的大小仍然是研究对角加载方法的核心问题与困难所在。针对于此,提出一种基于对角加载技术的MIMO雷达稳健自适应接收波束形成方法。相比于其它确定加载量的方法,该方法不仅不需要已知任何不确定参数,而且获得的加载量易于计算,并能够有效地确保目标信号所对应的特征矢量参与权矢量的计算。此外,由于MIMO雷达虚拟导向矢量的维数在实际的应用过程中往往很大,这将会给自适应接收波束形成算法带来很大的运算量,因此,为了有效地提高自适应接收波束形成算法的计算效率以及自适应接收波束形成器的稳健性,又提出一种基于协方差矩阵和导向矢量估计的低复杂度MIMO雷达稳健自适应接收波束形成方法。该方法采用重构的发射协方差矩阵与重构的接收协方差矩阵的Kronecker积形式代替直接利用接收快拍数据估计得到的样本协方差矩阵,并通过最大化自适应接收波束形成器的输出信干噪比对目标信号导向矢量进行了估计,大大地降低了自适应接收波束形成算法的计算复杂度。3.研究基于发射阵列子阵划分的收发联合波束形成方法,以充分发挥发射端和接收端空间自由度的作用。针对单目标信号的场景,提出一种基于二维相控阵-MIMO雷达的联合发射子阵划分和波束形成设计方法。该方法将发射阵列等分成一定数目的非重叠子阵,并在一定的限制条件下以最大化接收波束形成器的输出信干噪比为准则建立优化模型同时对子阵结构、每个子阵对应的发射波束形成权矢量以及接收波束形成权矢量进行优化设计。此外,针对多目标信号的场景,提出一种基于相控阵-MIMO雷达的有源干扰抑制和波束形成设计方法。该方法根据每个目标信号所需要的发射能量比确定出每个子阵所包含的天线阵元个数,并在发射端采用发射方向图置零方法应对压制式干扰和欺骗式干扰等有源干扰或者采用正交发射方法应对依赖于雷达系统发射波形的欺骗式干扰,以及在接收端利用自适应波束形成技术抑制进入到接收机中的干扰信号。仿真实验结果表明利用以上两种方法优化得到的发射方向图和发射-接收方向图均拥有较低的峰值旁瓣水平,且均能够在干扰信号所在的空间角度上形成零陷,有效地提高了接收回波与接收波束形成器的信干噪比。