精确制导技术在现代战争中有着举足轻重的作用,弹载MIMO雷达凭借其灵活性、低截获性、高探测能力等优异特点,较传统弹载相控阵雷达更具竞争力。国内外研究机构也越来越多开展MIMO雷达导引头的研制工作。本文以弹载MIMO雷达信号处理系统研制为出发点,研究了若干目标检测算法的硬件实现方案,重点分析了弹载MIMO雷达角度搜索方案和雷达下视状态时的目标检测方案。针对基于RTL开发时算法实现复杂度大、空时自适应滤波计算量大等问题,提出采用高层次设计平台进行算法实现,以及采用空-时两级降维的3DT-STAP算法来降低空时自适应滤波的计算量。并在已有的FPGA+DSP架构的硬件平台上实现相关算法模块。完成的主要工作如下:1、分析弹载MIMO雷达基本工作原理,针对导引头不同状态下的目标检测需求,研究了弹载MIMO雷达测速测距测角中常用的几种信号处理算法。针对目标角度搜索,分析比较了3种经典的DOA估计算法,并出于分辨率和计算量的考量,选择基于Capon算法的DOA估计方案。当导引头处于斜下俯冲状态时,建立地杂波模型,并采用空-时域两级降维处理的3DT-STAP方法来生成空时二维滤波器,抑制地杂波对目标检测造成的干扰,同时大大降低算法实现的计算量。2、针对弹载MIMO雷达采样通道多、计算密集等特点,在高性能FPGA+DSP架构的信号处理机平台上实现了弹载MIMO雷达信号处理系统的板卡之间、芯片之间的数据流控制,合理分配大量的计算数据。包括12路ADC数据采集通路、板卡间FPGA高速数据互联和FPGA与DSP之间基于Serial Rapid IO(SRIO)的高速数据传输等。3、针对FPGA传统RTL设计模式下搭建复杂算法模块时设计流程繁复、开发周期长的情况,提出了借助Xilinx高层次综合设计平台High Level Synthesis(HLS)、System Generator for DSP(System Generator)来加速FPGA实现弹载MIMO雷达信号处理算法的方案。并基于以上平台在FPGA中搭建了数字正交下变频、脉冲压缩、基于Capon算法的DOA估计、3DT-STAP算法处理模块等功能模块。在DSP中实现了恒虚警检测和目标凝聚算法。