多输入多输出(MIMO)雷达是近几年发展起来的一种新体制雷达,是目前雷达界研究的热点,有着广泛的应用前景。最初的共址MIMO雷达阵列模型一般为均匀布阵,阵列结构复杂且造价高昂。为降低系统复杂度和获得更高的分辨力,稀疏阵列逐步被MIMO雷达所采用。随着研究工作的展开,波形设计、目标检测、参数估计等成为了MIMO雷达的重点研究领域。本文主要以非均匀稀疏阵共址MIMO雷达为研究对象,围绕其波形设计和角度估计等展开研究,主要内容如下：分析了均匀布阵MIMO雷达的信号模型,分统计(收发全分集、发射分集、接收分集)MIMO雷达和共址MIMO雷达讨论。在分析稀疏阵列的方向图和虚拟阵元技术的基础上,给出了稀疏阵MIMO雷达的信号模型。设计了MIMO雷达相位编码信号和正交多频信号。着重对多相编码信号和正交频分复用(OFDM)相位编码信号运用遗传算法进行正交优化,提出了具体的优化准则。对正交频分线性调频(OFD-LFM)信号的模糊函数和互模糊函数进行分析,得出了其设计参数与互相关输出之间的关系。在稀疏阵MIMO雷达信号模型的基础上,探讨了运用Capon算法和MUSIC算法实现波离方向角(DOD)和波达方向角(DOA)的联合估计问题,并与均匀密集阵MIMO雷达信号模型下的角度估计进行比较。仿真结果表明,两种算法均可用于单目标和多目标的角度估计,而MUSIC算法对邻近目标的分辨能力要优于Capon算法,运算时间却比Capon算法长；使用相同算法时与均匀密集阵的MIMO雷达相比,非均匀稀疏阵MIMO雷达下邻近目标的分辨能力更强,但空间谱图的起伏却更为明显。