MIMO雷达是近年来众多研究人员关注的焦点,为了抑制不同目标回波的相互干扰且从回波中提取出独立的目标信息,MIMO雷达的发射信号通常采用正交波形,然后经过信号处理实现信号合成与积累。但是在实际中由于噪声和失真,不同信道之间存在串扰,并不能实现完全正交,而信号的正交性影响目标的跟踪和检测性能。所以本文主要对MIMO雷达正交波形设计以及信号处理算法进行研究,主要内容如下:1.介绍了MIMO雷达的信号模型,MIMO雷达相较于其他雷达的一些优点以及对发射正交波形进行优化的原因和相关的约束条件。然后对雷达中常用的技术和性能分析手段进行了介绍和分析,为后续分析性能指标奠定了理论基础。2.针对在一些强目标的背景下,由于旁瓣过高会遮盖弱目标的问题进行研究。利用具有理想自相关和互相关特性的互补相位编码,其旁瓣在脉冲压缩处理后为零,此性质可探测出弱目标,为MIMO雷达提供最佳的检测性能。本文的创新点是提出一种基于互补多相编码的多脉冲波形设计,将相关性较好的互补多相编码与LFM结合,应用于MIMO雷达的发射天线中进行基带调制,将其作为发射波形,在接收端对接收信号分别进行匹配滤波,最后对这两个脉冲的回波信号进行相干积累。利用这些本身相关性能较好的互补相位编码以多脉冲的方式来抑制MIMO雷达的发射波形的旁瓣,以获得较好的正交性和较高的距离分辨率。3.针对互补序列码长受限且多普勒敏感性较差的问题。首先研究了遗传算法和贪心算法并分析了这些算法的利弊,将这两种算法结合充分发挥了遗传算法的全局搜索和贪心算法的局部最优能力。本文的创新点是提出一种基于混合算法的多脉冲波形设计,将混合算法获得的相关性良好的准正交多相码做多脉冲处理,以提高信号的正交性来获得较好的探测性能,并且推导出目标在高速运动下多脉冲联合的多普勒容限。最后仿真结果表明信号的正交性得到提高,而且多普勒敏感性也得以改善。