随着技术的不断进步,雷达在满足正常需求的情况下,具有不同性能优势的不同体制雷达也成为研究的热点。其中为了能提高雷达分辨率以及目标参数的识别能力,对多输入多输出(MIMO)雷达的研究已经成为一种发展趋势。MIMO雷达天线属于多发多收的方式,能够获得波形分集增益,从而使雷达自由度更大,提高了雷达目标识别能力和分辨率。另外将正交频分复用(OFDM)技术引入到MIMO雷达中,能够提供更多的优点,例如灵活的多载波调制,可用性接收机处理增益等。因此本文在研究MIMO雷达的基础上,结合OFDM信号,构建用于波形设计与目标参数估计的系统信号模型,设置仿真实验验证本文信号处理与波形设计中算法的可行性。本文主要的工作总结如下:1、分析了MIMO雷达系统构成以及OFDM关键技术,构建分布式MIMO雷达接收端信号模型,探究了MIMO雷达的相关性能参数。选取OFDM信号作为MIMO雷达的传输信号,并详细阐述了OFDM系统流程,其中重点阐述了添加保护间隔的原因以及添加循环前缀的必要性,最后分析OFDM信号的模糊函数特性。2、进行OFDM MIMO雷达波形设计,首先从影响波形设计的因素入手,如信噪比、峰值平均功率比等因素,通过对影响因素的分析,从而提出了四个设计准则,根据设计准则去设计雷达波形。本文中,在满足第一个标准的情况下,其余三个标准都是独立于发射天线的,因此在波形设计满足第一个设计标准之后,接下来仅需要为其中一个发射天线设计OFDM脉冲即可。其中利用正交空时分组码(OSTBC)的结构特点来对第一设计准则频域正交性进行设计,而通过提出的改进迭代限幅和滤波算法(MICF)来联合设计OFDM脉冲,进而满足其余三个设计准则,最后通过设置不同参数进行算法仿真实验,验证其有效性。3、对OFDM MIMO雷达的目标参数进行估计,直接利用上述推导的信号模型作为MIMO雷达回波模型,发射信号则采用OFDM信号。为了得到包含目标时延和多普勒信息的通道响应,本文提出在频域里进行脉冲压缩,对于离散频域中的每个子载波,正交性不受发射机时间延迟的影响。在得到通道响应之后,接下来提出两个高分辨率算法对目标的时延和多普勒进行估计:使用二维MUSIC算法实现谱估计;使用压缩感知理论来识别目标,从而进行时延和多普勒估计,通过仿真验证所提出的用于目标参数估计的方法的可行性。