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基于MIMO雷达系统，建立了单频信号体制下目标部件旋转、振动的微多普勒效应的数学模型。与传统单基雷达系统相比，当选取的观测雷达组合不同时，得到的旋转微多普勒正弦曲线的幅值、初始相位均不相同，而振动微多普勒正弦曲线的初始相位不变，只有幅值改变。仿真实验验证了理论分析的结果，从而为MIMO雷达系统的微动特征提取及目标识别提供了理论依据。