无论是传统雷达还是认知雷达，波形设计都是雷达信号理论的一个重要研究方向。传统雷达和认知雷达对于波形设计的方法有本质的区别，传统雷达信号处理一般都集中在接收机端，并没有充分利用雷达发射机的作用。本文针对雷达发射机资源利用不够充分的问题，主要研究了基于认知雷达的波形优化设计算法。认知雷达作为一种未来雷达，它的闭环结构能够充分利用雷达发射机端的资源，从各个方面提升了雷达性能。这一领域的发展和运用前景得到了越来越多资深学者的广泛关注，但目前国内外对它的研究都还处于初级阶段。认知雷达系统主要由两个模块组成：自适应波形设计模块和知识辅助模块。　　本论文分为两大部分，第一部分针对雷达波形设计的基本理论，首先研究了常用的传统波形设计方法，介绍了比较常用的两种波形设计方法，一种是线性调频脉冲压缩，另一种是相位编码脉冲压缩。然后对传统雷达和认知雷达波形设计的相关问题进行比较研究，从工作模型和设计分析工具上做了比较，得出传统雷达波形设计的局限性。　　第二部分围绕认知雷达的波形设计问题，主要研究一种利用已知先验信息，在最大互信息的准则下，最优发射波形的设计方法。分析了不同先验信息对发射波形优化设计的影响。在不同的先验信息下，发射波形的设计准则不同，通过改变目标、噪声和杂波形式，比较了不同条件下得到的发射波形，并分析了影响波形设计的因素。又比较了在最大信噪比准则下利用平均功率相同的线性调频信号得到的互信息大小。目前存在的波形设计方法主要针对单个目标，然而现代雷达已具有同时检测和跟踪多个目标的能力，因此结合MIMO雷达，利用最大互信息准则，同样求出发射波形以及互信息的大小。最后基于Matlab仿真平台验证认知雷达波形设计方法，该方法优化波形可以得到更大的互信息，表明了该算法的有效性。