多输入多输出(MIMO)雷达采用多个发射和接收天线,且每个发射天线发射相互正交的信号,其中分置天线MIMO雷达的天线相距较远,保证了各收发通道间的独立性,能在多个不同方向上对目标进行观测,从而有效对抗目标的雷达散射截面积(RCS)闪烁问题,获得空间分集增益和空间多路增益,提高了雷达在复杂环境下的检测、定位和跟踪性能,因此近年来是新体制雷达中的研究热点。其中多目标定位问题的研究不充分,缺少鲁棒性较好且复杂度较低的算法。本文围绕分置天线MIMO雷达的多目标定位问题,研究了检测定位一体化的信号级多目标定位算法,具体如下:1.针对单目标场景下的分置天线MIMO雷达定位问题,研究了基于加权最小二乘求解定位方程的数据级定位方法和基于雷达回波信号参数估计的信号级定位方法,并对两种算法进行了理论和仿真对比分析。2.针对分置天线MIMO雷达多目标定位问题,提出了基于信号级处理的多目标高维定位方法,利用广义最大似然估计完成目标个数与位置的同时估计,实现了多个目标的联合检测和定位。3.针对多目标高维定位方法的搜索“维度灾难”问题,提出了两种基于降维处理的多目标次优联合检测和定位算法;两种算法在大幅降低计算负荷的情况下,定位性能较最优方法的损失均较小。4.针对已提出的多目标定位算法的理论性能分析问题,推导了其克拉美罗界(CRLB)作为算法定位性能的理论下界,并通过仿真分析验证了推导得克拉美罗界的正确性。以上算法及性能分析均通过仿真验证,仿真结果表明,本文提出的信号级多目标定位算法能准确估计目标数目并对目标进行高精度定位。