MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)雷达是目前雷达领域研究的热点。由于MIMO雷达发射相互正交的信号波形,所以正交波形的优化设计是其研究工作中的关键问题,波形设计的优劣直接决定着雷达系统的各项性能。本文主要围绕正交相位编码信号和正交多频信号进行了波形设计,同时研究了双基地MIMO雷达的角度估计问题。在此,本文主要的研究内容如下：1.介绍了集中式MIMO雷达的基本原理和特点,讨论了MIMO雷达的波形分类,并阐述了正交波形的优点及设计准则。2.研究了基于Hadamard矩阵的正交相位编码信号优化设计方法,利用Hadamard矩阵的正交特性,设计出的正交二相码和正交多相码不仅具有良好的相关性能而且具有零点偏移严格正交性,有利于改善雷达系统的杂波对消效果和角度测量精度。3.阐述了正交频分线性调频信号(OFDM-LFM)的产生方法及特性,对其模糊函数和互模糊函数进行了分析,得出了其互相关输出与参数设置的关系。研究了多载波相位编码信号的结构和编码方式,讨论了其自相关特性和频谱特性,并根据多载波相位编码信号的特点给出了利用遗传算法设计时遵循的准则及优化方法,最后结合互补序列集设计出了一组具有良好相关特性的正交多载波相位编码信号。4.分析了MIMO双基地雷达的系统模型,针对设计出的正交相位编码信号分别运用Capon算法和MUSIC算法实现了目标的角度联合估计,并在相同参数条件下对均匀线阵和非均匀稀疏线阵进行了对比。仿真结果表明,MUSIC算法较Capon算法估计精度更高,但是运算时间更长；在相同算法下,非均匀稀疏线阵比均匀线阵具有更好的角度估计精度,但空间谱起伏更大。