MIMO雷达是一种多发多收天线的新体制雷达系统,有共置天线和分置天线MIMO雷达两种,其中分置天线MIMO雷达因其空间分集增益在目标探测方面有显著优势。弹头目标探测一直是弹道导弹防御系统中的重点问题,关乎到军事竞争力和国防安全事业,其中的真假弹头识别是弹头探测的重要步骤与研究难点。本文拟研究分置天线MIMO雷达弹头目标探测中的新方法,分析弹头运动规律并建立状态空间模型,据此提出新的分布式弹头目标识别算法,进一步研究分布式弹头探测问题中的MIMO雷达天线优化问题。本文的主要工作如下:本文首先介绍弹道导弹在三个阶段内的运动情况和主要识别特征,重点分析弹道中段的真假弹头目标微动模型,建立弹头的状态转移方程,其中状态矢量包含平动与微动参数;采用MIMO雷达对弹头进行观测,并建立MIMO雷达分布式观测方程,弹头状态空间模型由状态方程与观测方程构成。弹头状态空间模型中的某一系数矩阵中包含有微动信息,真假弹头微动参数的不同导致了该矩阵的不同,由此识别问题变成假设检验问题,该假设检验中含有未知多维参数矩阵,传统的广义似然比检验(GLRT)需要对参数进行估计,计算量大且检测速度慢,本文采用局部最优未知方向(LOUD)检测器,完成对两个微小差异的假设之间的检验。在LOUD检测器的基础上,本文考虑分布式弹头检测方法,介绍分布式检测结构与经典方法,采用并行分布式处理结构,提出了基于硬判决、共识两种真假弹头分布式检测算法,通过仿真实验验证了两种分布式算法对弹头目标检测的有效性,并且分析比较了两种算法的检测性能。在分布式弹头探测问题中,MIMO雷达天线布局对弹头检测效果有较大影响,本文建立以天线布局为待优化变量的优化模型,从数值实验结果分析天线位置、子块划分对弹头检测概率的影响,最后采用遗传算法解决MIMO雷达接收天线位置优化问题,提高分布式弹头检测性能。