在特定的观测环境下,多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）雷达波形的选择与参数设计直接决定了雷达的探测性能、系统分辨率、探测精度以及潜在的抗干扰性能等。基于此,本课题从实际项目关于雷达目标特性和探测指标要求出发,将MIMO体制的优势与高频地波雷达（High Frequency Ground Wave Radar,HFGWR）工作的实际情况结合,从理论分析、波形参数设计与仿真验证三个层面展开了小型化集中式MIMO体制HFGWR设计的相关工作。这些工作形成了集中式MIMO体制HFGWR系统设计前期的主要理论支撑与参数框架,主要内容总结如下:（1）基于高频雷达回波的距离-多普勒谱,综合考虑不同频率下高频电磁波诺顿衰减、海洋回波二阶散射系数、环境噪声等效系数三个因素,建立雷达回波的信杂噪比模型并据此进行雷达探测威力仿真,为特定需求雷达设计时在频率选择、功率选择、占空比等参数选择上提供技术支持。（2）针对探测指标与目标特性提出的集中式MIMO体制HFGWR,利用慢时域相位编码产生多普勒频率偏置（Doppler Frequency Shift,DFS）线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM）信号,使得多个DFS-LFM信号在多普勒谱上占据不同的频谱范围,实现了多个同频带多普勒谱分多址（Doppler Devision Multiple Acess,DDMA）波形设计方案。该波形设计有效提高了多普勒谱宽的利用率,且可降低电台干扰的风险。（3）对设计的波形进行模糊函数分析,结果表明DFS-LFM信号的自相关不受偏置影响,但不同偏置信号的互相关结果则表明不产生速度模糊的多普勒有效谱宽限制在偏置频率差范围内。结合DDMA-LFM发射波形集与发射阵列推导出三维的时延-多普勒频率-空间方位MIMO模糊函数,通过仿真与分析得出结论:距离（时延）分辨性能与空间方位可独立分离;多普勒频率与空间方位存在相互耦合,但在有效多普勒谱宽内不影响雷达分辨性能;波形集与阵列相互作用能一定程度上提高某些方位的角度分辨率。（4）设计了DDMA-LFM雷达回波的信号处理流程,并根据设计的波形参数集进行了雷达回波与信号处理的matlab仿真。结果验证了波形设计及信号处理的正确性与有效性,证实了波形设计方案中DDMA-LFM实现MIMO信号正交的可行性以及应用于HFGWR中参数的合理性。