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MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）雷达作为一种新型的雷达技术，具有很强的抗截获能力与很高的目标估计分辨率。相对于传统相控阵雷达，在面对隐形技术与反辐射技术的威胁时，MIMO雷达也表现出了更强的工作性能与生存力。随着雷达技术的快速发展，各种先进的干扰技术相继出现，雷达工作环境也变得越发恶劣。为改善大功率窄带干扰背景下的MIMO雷达目标估计性能，本文设计了一种基于电磁环境感知的MIMO（Electromagnetic Environment Sensory MIMO，EES-MIMO）雷达。电磁环境感知MIMO雷达是变换域通信(Transform Domain Communication System，TDCS)技术与MIMO雷达技术相结合的产物。这种新型雷达系统采用了与TDCS相似的工作流程：感知环境频谱、幅度谱设定、波形设计、发送、接收与目标估计。基本思想是通过设计并发射与环境干扰频段不同的MIMO雷达波形来降低两者的相关性，实现了在大功率窄带干扰背景下的目标检测精度改善。环境干扰频谱测量是电磁环境感知MIMO雷达的重要环节，互谱估计法具有抗观测通道噪声的优良性质，由于MIMO雷达具有多个接收阵元，使其具备采用互谱估计法的天然条件。离散频率编码（Discrete Frequency Coding Waveform，DFCW）可以设计一组频带相同的正交波形，通过频率编码的选择可以灵活调整波形的频谱，使其有条件生成频谱近似于期望幅度谱的MIMO雷达波形。本文设计的电磁环境感知MIMO雷达以互谱估计法作为电磁环境感知手段，并以正交离散频率编码作为其雷达波形。本文总体阐述了电磁环境感知MIMO雷达的工作流程，抑制干扰的原理与整体的系统架构。在感知环境频谱方面，研究了基于互谱Levinson法的窄带噪声干扰AR模型估计算法与基于互谱TLS-ESPRIT法（Total least squares-Estimation of SignalParameters via Rotational Invariance Technique）的谐波干扰频率估计算法，并分别给出了期望幅度谱的生成原则，仿真分析验证了这两种算法可以很好的满足电磁环境感知MIMO雷达感知干扰频段的需求；在波形设计方面，提出了一种基于极值扰动粒子群算法的电磁环境感知MIMO雷达DFCW波形设计方法，仿真验证了这种方法能以较少的迭代次数得到满足期望幅度谱的正交波形；在目标估计方面，利用MIMO-MUSIC（Multiple Signal Classification）算法作为电磁环境感知MIMO雷达的目标估计手段，仿真研究表明，在大功率窄带干扰的背景下，这种新型电磁环境感知MIMO雷达体制相较于传统MIMO雷达具有更好的目标估计精度。