MIMO雷达在目前的雷达领域是一个热点研究问题，因为MIMO雷达具有很多优于传统相控阵雷达的特性。本课题以MIMO雷达的阵列分布与波形设计为研究对象，分析了MIMO雷达的主要优点，MIMO雷达阵列布阵方式对于MIMO雷达虚拟孔径以及波束形成和DOA估计的影响，并给出了MIMO雷达正交信号和部分相关信号的设计和分析结果。本文首先给出了MIMO雷达的阵列和信号模型，并通过理论分析和仿真计算说明了MIMO雷达在多目标分辨能力、抗截获性能、降低接收机动态范围要求等性能上的改善。然后给出了阵列分布、虚拟孔径扩展的原理，以及最小冗余MIMO阵列的设计方法并利用MIMO雷达进行了DOA估计仿真。最后给出了MIMO雷达正交信号设计和部分相关信号设计进行发射方向图综合的方法与结果。MIMO雷达由于虚拟孔径的产生使其具有更大的系统自由度与阵列孔径，其能同时分辨更多的目标，具有更高的角度分辨力。由于发射正交信号，并进行时间积累，使MIMO雷达具有更好的抗截获性能，并降低了对接收机动态范围的要求。MIMO阵列采用较大的阵列间距和收发分置方式时能产生更多的虚拟阵元，采用NLA阵列性能也要优于ULA阵列，而最小冗余阵列的应用使MIMO雷达的空间冗余最小，在自适应波束形成时能形成更多零点，并能更有效抑制主瓣内的干扰。OFDM LFM信号，随着信号间频率差的上升，信号间的互相关特性有明显的改善，互相关峰随着频率差的上升而降低，当然系统的带宽也会增加。给出了基于遗传算法设计正交多相编码信号的方法并分析了码长、相位个数、信号个数对于编码信号性能的影响，随着码长的增加信号的平均ASP和CP都会明显下降，而相位个数和信号个数对平均ASP和CP的影响相对较小，四相码具有较好的性能，并且其编码复杂度也较小。最后给出了基于遗传算法设计时域多相编码信号进行发射方向图综合的方法，并通过两个实例证明了这种方法的有效性。