相比于传统相控阵雷达,多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达在灵活性和目标探测性能方面更具优势,是目前雷达研究领域的热点之一。当MIMO雷达配置较多的软硬件资源以提升目标探测性能时,其复杂度往往较高且可能存在不必要的资源浪费。例如,当MIMO雷达配置较多的收发天线并对所有路径的信号进行奈奎斯特采样时,会产生大量的样本。样本数量较多不利于信号的实时处理,且可能存在大量的冗余。因此,在雷达复杂度受限的情况下,合理地利用软硬件资源以尽可能提升雷达的性能,具有重要的理论与实际意义。在上述背景下,本文围绕低复杂度MIMO雷达目标探测问题进行了研究。本文所做的工作总结如下:(1)当MIMO雷达可采用的发射天线数目较多时,利用所有天线发射的信号进行目标探测,可能导致最优检测统计量复杂度过高。针对该问题,本文提出基于检测统计分量选择的低复杂度MIMO雷达接收机设计方法。如果目标反射系数是空间不相关的且杂波加噪声是空间白的,该方法等价于发射站选择。本文进一步提出针对正交波形的基于信杂噪比的发射站选择方法和针对非正交波形的基于KL(Kullback-Leibler)距离的发射站选择方法,从而在限制接收机复杂度的情况下,提升目标探测的性能。(2)当对所有收发路径的信号进行奈奎斯特采样时,所获得的样本可能会存在大量的冗余。对这些数据进行实时处理会给系统带来不必要的计算负担。针对该问题,本文研究基于亚奈奎斯特采样的目标探测问题。通过选择接收信号的部分频域样本实现亚奈奎斯特采样。针对接收信号的信噪密度比已知或者未知两种情况,分别提出基于信噪密度比选择和基于均匀随机选择的亚奈奎斯特采样方法,并分析比较两种方法的性能。(3)当目标所处的电磁环境中存在杂波时,目标探测性能会遭到破坏。针对此问题,本文考虑高斯杂波环境中的亚奈奎斯特雷达接收机设计问题。当杂波协方差矩阵未知时,提出基于均匀随机选择的亚奈奎斯特采样方法。针对具有平坦功率谱密度的非信号依赖杂波和由点散射体的回波组成的信号依赖杂波,分别提出基于信杂噪密度比选择和基于贪婪选择的亚奈奎斯特采样方法,并通过仿真实验与均匀随机选择方法进行对比。(4)当雷达系统处于多径环境中,时间反转技术可以根据信道特征自适应的调整发射波形以提升雷达的目标探测性能。由于时间反转目标探测中所采用的频域样本集中可能存在一些不重要的样本,本文研究低复杂度时间反转目标探测方法,提出基于J-散度的频点选择方法以降低系统复杂度。时间反转技术中总的信道与复双高斯随机变量密切相关。本文研究复双高斯随机变量的统计性质并用于检测器的设计中,在接收机复杂度受限的情况下提升目标探测性能。