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在浅海或者近岸海域进行小目标探测对水声信号处理是一项挑战。近年来,兴起的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)探测方法为小目标探测提供了新的研究思路。本文基于共址MIMO处理框架对小目标进行探测研究。在水声信道表征的基础上,研究了共址MIMO信号处理框架,设计了五种正交波形；在高斯噪声背景条件下,推导了MIMO检测器和估计器,并进行性能分析；在分析混响统计特性之后,提出了基于K分布的MIMO广义似然比检测器。最后在实验室波导水池和千岛