随着对MIMO技术的研究深入,如何设计可用于MIMO雷达的波形及对目标的角度,距离等参数的研究,成为国内外学者研究的热点。波形设计方面,本文设计了三种波形：相位编码线性调频复合波形、类零码信号、正交相干脉冲串信号。在波形设计过程中,兼顾单个波形的性能参数同时,要考虑到MIMO雷达是多发射多接收雷达,各个阵元的波形在发射和接收的过程中存在着相互干扰的问题。互相关是衡量波形之间影响的一个重要参数,同时考虑到单个波形的性能问题,自相关性能也要很好。本文的MIMO雷达波形正是综合考虑自相关和互相关而设计的。仿真结果表明,这三种波形符合设计的要求。在角度估计上,首次将逆矩阵的n次方逼近噪声子空间应用于MIMO雷达MUSIC算法中。正确的区分信号子空间和噪声子空间是MUSIC算法能够正确角度估计的关键。这种算法省去了区分信号子空间和噪声子空间这一步。在此基础上进行了改进,利用特征值和特征向量组合表示协方差的逆矩阵N次方形式,目的是减少算法运算量,仿真结果表明运算量大幅减少。而后提出利用正交投影矩阵的MUSIC算法,解决目标DOA和DOD配对问题,仿真证明算法正确。最后提出一种改进的ESPRIT算法解决DOA和DOD配对问题。在目标角度和多普勒频率联合估计上,借鉴改进的ESPRIT算法思想,提出了一种不需要目标DOA, DOD,多普勒频率配对的算法。如何将角度估计算法用于实际雷达中也是本文研究的一个重点。本文将上面提到的MIMO雷达角度估计改进算法在DSP芯片上实现。在实现过程中利用协方差矩阵是Hermit矩阵特性,通过变换将复杂的复数矩阵特征分解转换成实对称的特征分解,大大减小了系统的运算量。测试结果表明,经过DSP处理后的数据,能够准确测得目标的角度。