MIMO雷达作为一种新体制雷达,由于其自身特有的优势,近年来引发了人们的广泛关注。MIMO雷达通过控制各个发射阵元之间发射相互正交的波形,在发射端无法形成高增益的窄波束,只能形成低增益的宽波束,这样一来使MIMO雷达可以对整个空域的目标信号进行探测;而在接收端可以利用数字波束形成技术同时形成多个波束,波束形成不仅有接收波束形成还有等效的发射波束形成,进而提高了对目标信号的检测能力;相对于传统的相控阵雷达,MIMO雷达由于其发射波形的分集增加了系统的自由度,而且可以真正实现同时多波束形成。同时多波束形成和脉冲综合是MIMO雷达和常规阵列雷达信号处理的主要区别,也是MIMO雷达信号处理的关键技术所在。对于MIMO雷达信号处理而言,由于需要处理的是多通道数据、多波束数据,可想而知,这对MIMO雷达信号处理的实时性提出了更高的要求。由于现场可编程门阵列(FPGA)运算速度快、存储资源丰富、稳定性高而且硬件原语和IP资源便于利用,因此MIMO雷达的数字波束形成(DBF)处理和脉冲综合处理这一关键技术非常适合利用FPGA来实现。本文主要针对MIMO雷达的这一关键技术及其如何在FPGA上的实现展开研究。首先,介绍了MIMO雷达的基本原理,建立了MIMO雷达的信号模型,并分析了其发射能量分布图的特点。然后,详细阐述了数字波束形成和脉冲压缩的基本原理,并给出了相关的仿真分析。接着,重点分析并讨论了波束形成和匹配滤波先后处理顺序不同的MIMO雷达信号处理方法,进而引出了先接收波束形成后脉冲综合的MIMO雷达信号处理方法,并介绍了通道校正的有关知识。最后,给出了MIMO雷达数字波束形成处理和脉冲综合处理这一关键技术的FPGA实现方案,DBF功能的实现充分利用了分时复用的设计思想,脉冲综合功能的实现采用了乒乓流水处理的频域脉压实现形式,DBF和脉冲综合的功能实现都综合考虑了处理速度与资源消耗面积之间相互制约的关系,以使FPGA的处理性能达到最优。