通过获取空间分集和频率分集带来的性能增益,分布式MIMO雷达已成为应对作战区域扩大,隐形技术发展等现代战争问题的重要手段。目前,根据各节点雷达向融合中心传输处理结果的形式,分布式MIMO雷达联合检测算法可大致分为两类,一类是通信条件良好时,传输原始回波量测的信号层级联合检测算法,由于保留了最完整的信息量,该类算法往往可以实现特定准则下的最优检测;另一类是通信带宽受限下,传输局部处理后回波信息的数据层级联合检测算法,该类算法以一定的检测性能损失为代价,极大地降低了通信量。然而以上研究的均是在单一通信条件下,对相同形式信息融合的检测算法,存在着局部处理方式相对固式,信息利用不完全,系统性能损失较大的缺点。因此,针对于复杂多变的作战场景,本论文通过克服多通道信号空间失配,不同层级信息难以关联等问题,开展了分布式MIMO雷达多层级联合检测算法的研究,以期望在满足通信带宽的约束下,充分利用不同层级信息,改善系统性能。主要内容如下:（1）提出了一种基于非均匀栅格索引的多通道信号配准算法。针对于多通道信号检测单元空间失配问题,该算法在传统均匀栅格配准算法的基础上进行了优化,剔除了存储冗余索引信息的栅格,在不影响配准精度的条件下,有效减少了栅格个数,降低了运算量;（2）提出了一种基于多-bit量化的数据层级联合检测算法。针对于通信带宽受限的场景,首先设计了基于多-bit量化模型的GLRT检测器。然后为了避免数值求解MLE时带来的复杂计算量,又推导了Rao检测器作为低信噪比下的等效检测器,并给出了闭合的检测统计量解析表达式。最后,通过仿真表明了3-bit量化检测器的系统性能已经近似于信号层级联合检测算法性能,体现了多-bit量化检测器的优越性;（3）提出了一种混合层级联合检测算法。针对于各节点雷达传输条件不一的场景,根据GLRT与Rao检测器的等效性,首先推导了基于信号层级与数据层级信息融合的混合层级联合检测算法,并给出了理论上的渐近性能。然后基于PSO算法对量化门限的设计进行了优化,进一步完善了检测器设计。最后,仿真结果表明,混合层级算法能够灵活适应不同的节点通信条件,并且系统检测性能始终优于单一层级的联合检测算法,验证了混合层级联合检测算法的有效性。