MIMO雷达在抗目标RCS起伏、改善参数辨识能力、提高角度估计性能等方面具备独特优势，是当前雷达领域的研究热点。波形设计作为实现MIMO雷达波形分集能力的前提条件，直接关系到MIMO雷达系统性能的有效发挥。为满足雷达不同任务阶段的性能需求，本文围绕正交多相码设计、空时联合优化的发射方向图设计以及提高角度估计性能的发射方向图设计等MIMO雷达波形设计技术展开研究。　　本研究主要内容包括：⑴在全空检测阶段，针对已有正交波形设计方法因收敛速度慢或计算复杂度高而限制其实际应用的问题，提出一种基于Hadamard矩阵的低复杂度正交多相码设计方法。该方法先从优化初始值的角度出发，利用Hadamard矩阵构造八相码信号矩阵，从中选取初始码序列，在满足零时延偏移点正交性的同时，提高了后续优化算法的收敛速度；然后以优化全部时延偏移点上的自相关和互相关性为目标构建代价函数，采用交替迭代思想，根据谱密度的性质结合FFT运算，推导了最优码序列的迭代关系，规避了复杂的代价函数计算。理论分析和仿真结果表明，相比于已有方法，所提方法能够在保证信号正交性能的同时，有效提高收敛速度，降低计算复杂度。⑵在精确搜索阶段，针对已有发射方向图设计方法未充分考虑信号的空域和时域特性，影响接收端信号分离能力的问题，研究了空时联合优化的发射方向图设计技术，给出具体的发射方向图合成与波形设计方法。首先介绍一种基于离散傅里叶变换的发射方向图合成方法，给出发射信号相关矩阵的闭式解，并重点从理论上证明了该闭式解能显著改善回波信号的空域互相关性。在此基础上，提出一种基于梯度下降法的波形空时优化设计方法，该方法以优化回波信号的时域自相关和互相关性为目标，兼顾发射信号与给定相关矩阵之间的Frobenius范数距离，建立空时优化模型，采用梯度下降法迭代求解最优发射信号。仿真结果表明，所提方法在约束信号空间功率分布的同时，可实现信号空时自相关和互相关性能的良好折中。⑶针对已有文献设计方向图旁瓣高，导致精确搜索阶段中角度估计性能受限的问题，提出一种基于低旁瓣方向图修正的波形设计方法。该方法以信号相关矩阵作为松弛变量，采用半正定松弛技术将波束加权矩阵的优化问题转化为凸优化问题进行求解，得到具有期望主瓣特征的相关矩阵，并以其作为初始值；然后以最小化方向图积分旁瓣为代价函数，以相关矩阵的半正定性为约束，通过修正其非对角线元素，建立低旁瓣方向图修正模型，并根据修正后的相关矩阵获得最终的波束加权矩阵。仿真结果表明，所提方法可有效抑制旁瓣，提高角度估计精度和分辨能力。