分布式MIMO雷达是一种新型的雷达体制,在雷达网络系统的覆盖能力和反隐身性能、目标参数估计、拦截性能低概率、杂波抑制、抗干扰等方面具有较大的潜在优势。它是现代雷达系统技术的发展趋势之一。空中分布式MIMO雷达泛指将分布式MIMO雷达应用到机载,弹载等平台上,通过空中作战区域内的多部雷达进行协同作战,大大提高整体的雷达探测能力。本文针对空中分布式MIMO雷达的目标定位,速度估计,波形设计以及相参参数估计等关键技术展开了研究。论文的主要研究内容如下:1、介绍了分布式MIMO雷达的基本工作原理及性能,内容包括系统组成,发射接收的基本工作流程,基本信号模型,信号处理流程,并基于各项参数与传统相控阵雷达对比,总结了分布式MIMO雷达的优点。2、研究了空中分布式MIMO雷达的目标定位问题,通过同时利用不同类型的信息,包括时延,多普勒频移以及方位角和到达的仰角,研究了该问题的代数封闭形式下的两阶段加权最小二乘解。并展示了所提出的算法以在小的高斯噪声假设下获得克拉美罗下界精度。通过仿真来验证算法的性能并验证理论。结果显示在小噪声条件下可以很好的达到克拉美罗下界精度。3、研究了空中分布式MIMO雷达的波形设计方法,讨论了正交波形设计的基本准则和方法。针对正交相位编码波形设计,提出了通过遗传模拟退火算法的波形优化方法。针对离散频率编码,提出了使用线性编码和伪噪声码结合的设计方法,设计了一组一个由两个阶段组成的优化过程,最后得到了性能较好的离散频率码,可以有效地优化波形的自相关和互相关水平。4、研究了空中分布式MIMO雷达系统两种相参的工作模式,即发射相参和发射接收全相参,然后对相参参数估计展开研究,建立了参数估计的数学模型,接着对于两个相参工作模式,提出了不同的参数估计方法,然后推导了两种估计方法的克拉美罗下界CRLB,通过仿真进行性能分析,提出了两种相参估计方法对信噪比的要求。通过对两种相参参数估计方法的研究,为实现空中分布式MIMO雷达的相参工作模式提供了理论上的支持。