米波MIMO雷达利用MIMO雷达的分集技术,提高了米波雷达波达方向(DOA)估计和目标检测性能,同时获得了米波雷达在反隐身方面的优势。本文主要对米波MIMO雷达波达方向估计问题进行了研究。首先介绍了三种典型的DOA估计方法在MIMO雷达中的应用:Capon法,MUSIC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。其次,详细讨论了不同布阵形式下的米波MIMO雷达的多径信号模型,包括均匀线阵、倾斜圆阵及高度随机圆阵。然后,在考虑收发双程多径信号影响下,得出了收发分置MIMO雷达角度估计的克拉美罗界(CRB),并分析可得CRB主要与收发阵列的导向矢量及发射信号的相关矩阵有关。最后,在低仰角跟踪的情况下,分别利用改进的MUSIC算法、最大似然算法及广义MUSIC算法解决了相干信号对DOA估计的影响,针对不同的阵元形式应用了不同的方法,并结合仿真结果分析了各种方法的优势和局限性。