MIMO雷达是受通信界成熟的MIMO技术的启发,而被提出的一个概念,它在发射端和接收端都使用阵列天线,且发射相互正交的信号。由于MIMO雷达应用了分集技术,提高了雷达波达方向(DOA)估计和目标检测性能。本文主要对MIMO雷达DOA估计问题进行了研究。首先介绍了MIMO雷达的信号模型及信号处理过程,然后将MIMO雷达与相控阵雷达进行了比较。其次介绍了四种典型的DOA估计方法在MIMO雷达中的应用:Capon法,MUSIC算法,ESPRIT算法和最大似然法,通过仿真可知MIMO雷达的DOA估计性能随阵元间距的增大而提高,并且优于只进行单端处理的传统雷达。然后,进一步讨论了MUSIC算法在MIMO雷达中的应用,提出了一种计算协方差矩阵的新方法,并讲述了该方法的原理。理论分析表明,新方法的性能优于传统的MUSIC算法。通过公式推导与计算机仿真,证明了此结论的正确性。最后,将这种计算协方差矩阵的新方法应用于M-SSMUSIC算法中。计算机仿真结果表明,改进方法与SSMUSIC算法和M-SSMUSIC算法相比,都使得MIMO雷达的DOA估计性能得到了提高。