多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）雷达作为一种新体制雷达,能够通过多个天线发射不同的信号,然后再在接收端通过多个天线接收并处理目标回波,以完成对目标的检测以及参数估计。相比于传统只能发射单一波形的相控阵雷达,MIMO雷达由于其波形多样性的特点,在发射信号设计以及接收信号处理方面具有更多的自由度,从而能够显著改善目标探测、参数估计以及干扰抑制等方面的性能。然而,当MIMO雷达配置较多的收发天线并采用高精度的数模转换器（Digital to Analog Converter,DAC）和模数转换器（Analog to Digital Converter,ADC）时,会导致其复杂度以及成本急剧上升,从而严重妨碍MIMO雷达的实际应用。因此,针对大规模MIMO雷达,研究低精度DAC/ADC背景下的发射波形设计以及接收信号处理方法具有重要的理论和实际意义。对此,针对配置了一比特DAC/ADC的MIMO雷达,本文围绕发射波形设计以及接收信号处理等问题展开了理论和方法研究,主要工作如下:1.为了能够进一步提升MIMO雷达在发射方向图赋形方面的性能,提出了一种基于连续凸逼近（Successive Convex Approximation,SCA）的算法来同时对MIMO雷达的发射波形相关矩阵以及天线位置进行优化。之后,基于得到的发射波形相关矩阵,通过一种循环优化算法为MIMO雷达合成了一比特发射波形,以适用于配置了一比特DAC的MIMO雷达。2.针对一比特DAC背景下的MIMO雷达频谱兼容波形设计问题,提出了一种基于交替方向乘子法（Alternating Directions Method of Multipliers,ADMM）的低内存低复杂度发射波形优化算法,能够同时保证MIMO雷达在发射方向图和频谱兼容方面的性能,并且能够适用于大规模MIMO雷达。3.针对一比特ADC背景下的MIMO雷达接收信号处理问题,考虑将接收到的一比特回波信号通过一个线性的接收滤波器。在高斯白噪声背景下,理论推导了目标检测性能与线性接收滤波器之间的关系。之后,基于目标检测性能最优化给出了一比特MIMO雷达的接收滤波器的设计方法,并在此基础上提出了一种基于极大-极小化（Majorization-Minimization,MM）的优化算法,用于控制接收滤波器的距离旁瓣。最后,评估了部分非理想因素对滤波器性能的影响并给出了相应的解决方法。4.在信号依赖型干扰存在的背景下,针对一比特DAC/ADC背景下的MIMO雷达发射波形设计以及接收信号处理问题,理论推导了目标检测性能与发射波形和接收滤波器之间的关系。之后,提出了一种基于ADMM的算法来联合优化发射波形以及接收滤波器,能够有效保证使用一比特DAC/ADC的MIMO雷达的目标检测性能。5.多目标背景下,针对一比特DAC/ADC下的大规模MIMO雷达发射波形以及接收滤波器联合优化问题,提出了一种低内存低复杂度的交替优化算法。相比于传统算法,所提方法不仅能够保证多个目标的输出信干噪比,同时能够显著降低大规模MIMO雷达优化接收滤波器以及发射波形时需要的内存消耗以及计算复杂度。最后,通过仿真实验验证了上述涉及到的理论分析以及相关算法的性能。