认知雷达能够根据目标和环境的特点自适应地设计发射波形、选择工作模式以及雷达接收机信号处理方式,并可以利用各种先验信息从而提高对目标的检测和跟踪性能,是现代雷达技术发展的一个新趋势。因此,近年来认知雷达凭借其优越性能受到学者的广泛关注。认知发射是认知雷达区别于传统雷达的根本特征,本文以多输入多输出MIMO雷达为载体,主要研究了面向多目标跟踪的认知发射问题,并设计了认知雷达认知发射综合仿真软件。本文的主要工作包括以下几个方面:1.针对MIMO雷达的信号处理方法进行了研究。首先分析了MIMO雷达信号模型以及两种接收信号处理结构,然后分别介绍了基于遗传算法和序列二次规划算法的正交波形设计方法,针对多目标环境介绍了最小旁瓣电平的发射方向图设计方法和基于循环算法的发射波形设计方法。最后针对接收处理问题,介绍了几种常见的自适应波束形成方法。2.研究了面向多目标跟踪的MIMO雷达认知发射问题。认知发射问题主要包括资源管理和和发射方向图优化设计两方面。在资源管理方面,介绍了最小化最差预测贝叶斯克拉美罗界的优化分配方法,通过实验对比发现,经过能量分配后的最差跟踪性能比平均分配有很大提高。在发射方向图优化设计方面,介绍了多波束合成发射方向图和基于序列二次规划算法的波形设计方法,通过仿真实验表明,由序列二次规划算法得到的波形具有良好的相关特性。3.介绍了基于Matlab和Visual Studio 2008的认知雷达认知发射综合仿真软件设计方法。首先介绍了软件的运行环境和开发工具,然后介绍了软件包含的三个模块:1)场景生成模块;2)算法仿真模块;3)综合仿真模块。其中场景生成模块的功能包括目标、雷达及信号参数的设置、打印、保存和载入;算法仿真模块包括发射方向图设计、发射波形优化设计以及接收波束形成等算法的仿真;综合仿真模块主要是根据设定的参数进行综合仿真并显示结果,主要包括目标运动轨迹及跟踪精度图的动态绘制和能量分配结果的显示。最后介绍了综合仿真模块中曲线绘制的方法以及对曲线的放大、移动和复位操作。